科学探索|上天的事儿，为什么要用船？
说起火箭发射，相信大家脑海中首先就会想到倒计时与点火发射的场景，而每次火箭发射之前所要进行的准备工作通常不那么容易引起人们的关注 。但有细心的读者可能会注意到，每次我国火箭发射之前，都会有“远望船出发”这样的新闻，而它也是保证火箭能够上天的重要一环 。
那么有人就会有疑问了：上天的事儿，为什么要用船呢？下面就让我们一起来了解一下测量船，以及中国测量船远望号和它执行的校飞任务 。
航天测控的“千里眼”与“风筝线”
从人类开始探索宇宙起，航天测控网就一直发挥着重要作用 。航天测控能够对运行中的航天器（运载火箭、人造地球卫星、宇宙飞船和其他空间飞行器）进行跟踪、测量和控制 。
而测量船是航天测控网中的重要组成部分 。与陆地测量站相比，测量船可在广阔的大洋上灵活选点布站、机动应急测控 。测量船既是“千里眼”，又是“风筝线”，因为它不仅能够测量飞行器轨道，也能够发送控制指令，遥控卫星进行变轨、姿态调整、太阳能帆板展开等动作 。
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乘风破浪的远望6号测量船 图片来源：作者提供
但同时，在海水涌动、船体摆动、天线晃动、目标移动等复杂条件下进行航天测控，技术难度又远远高于陆地 。因此，测量船要求具有较好的低速航行及机动性能，较大的续航力和自持力 。
世界上第一艘航天远洋测量船是美国的“阿诺德将军号”，于1962年下水 。此后，苏联与法国也建造出测量船 。上世纪60年代，我国开始发展远程运载火箭和地球同步卫星，本土的测控网不能满足飞行试验要求，航天远洋测量船应运而生 。1978年，以毛泽东手书、叶帅的七律诗《远望》命名的远望一号、二号船锻造出炉，远望号测量船也成为我国航天测控网的重要组成部分 。从此，我国成为继美、苏、法之后第四个拥有航天测量船的国家 。
四十年来，远望人不断开拓进取，勇攀科技高峰，相继完成了从无到有、从火箭测量到卫星测量、从单一测量到综合测控、从卫星测控到载人航天器测控通信、从地球轨道测控到月球轨道测控、从单目标到多目标测控遂行多样化试验任务等七次重大跨越 。
而今年已经多次完成海上测控任务的远望6号船，于今年年初在东海某海域圆满完成惯导精度鉴定和海上综合校飞任务 。
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远望6号船 图片来源：作者提供
测量船的校惯导与校飞
远望号船长期出海，为确保船舶安全，及时对船上设备进行更新换代，每过十年科技人员就要对全船进行一次大修 。而海上综合校飞则是远望船大修过后提升船舶可靠性与测控精确度的重要工作 。只有完成了综合校飞，远望号船才能取得海上测控“资格证”，更好地发挥自己的作用 。
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远望6号船准备离开码头 图片来源：作者提供
在正式校飞前，首先要进行测量船惯导精度鉴定，检验船姿船位系统性能 。因为在海上测控过程中，测量船需要综合考虑船舶航行、颠簸摇晃、船体变形等多种因素的影响，而惯导设备是校准各项误差、影响最终测控精度的重要设备之一 。
惯导精度鉴定由测控系统船姿船位组承担主要任务 。同时，气象预报、中心机、网信、常规保障设备等多系统，以及平台惯导、捷联惯导（含卫星导航）、光电经纬仪、变形测量系统等多套设备也会参与进来，考察各系统的配合与各设备运行的稳定程度 。经过鉴定的远望6号船能够拥有准确的时间和位置基准，对顺利执行海上综合校飞打下了坚实基础 。
接下来就是海上综合校飞，校飞是指使用装有专门校验设备的飞行校验飞机，对导航、雷达、通信等设备进行检查与评估 。测量船的校飞包括性能校飞与精度校飞两项 。
性能校飞项目包括对测量船的跟踪性能、引导功能、船摇隔离度、测星校航向能力、数据传输处理能力的测定 。通过测试，能够发现设备的动态性能、工作方式及其转换，以及设备之间的工作协调性中存在的问题，从而进行校正 。
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船员们进行天线结构检查 图片来源：作者提供
精度校飞主要检验设备在不同工作模式、动态条件下的跟踪测量精度，同时利用标校卫星开展卫星校飞 。参与考核的设备包括船载S频段、X频段、C频段测控系统、船姿船位系统中的光电经纬仪以及其他船载设备 。
性能校飞和精度校飞互为补充，二者配合，能够充分验证各种测控设备是否满足任务要求 。性能校飞项目包括最大工作范围和保精度工作范围，类似于电压表的量程和最佳测量范围 。而精度校飞则类似于测试电压表指针的灵敏度，主要考验各分系统不同模式下测量时的误差 。性能校飞可以为精度校飞提供相应的保精度跟踪范围，同时还可以获取高、低仰角下的测量精度，精度校飞获取的数据则可以印证性能校飞的有效性 。
挑战极限的远望6号
远望号在实际的海上测控中，总是伴随着气象多变、海况恶劣等意想不到的困难和挑战，因此在校飞过程中，远望6号船会尽可能模拟各种极限情况，录取设备在不同工作状态、不同组合下的试验数据，以此来全面检验测量设备性能，评定测量设备精度 。比如远望6号船会将校飞任务与船摇隔离度检查相结合开展，通过减摇鳍让船产生了8度左右的晃动，以此来模拟大风浪条件下的测控 。这让整个校飞过程都充满挑战，但同时也为未来执行任务提供了保障 。
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校飞期间，远望6号船进行休整 图片来源：作者提供
除了检验新设备、新技术外，海上综合校飞也同样检验着所有的参试人员 。停航近两年，此次随远望6号船出海的科技人员中有50多人是首次上岗 。根据这一情况，在航渡过程中，远望6号船充分发挥技术民主集智攻关，定期召开试验总体技术例会，全面开展调试测试，严密组织联调演练，最后经过统一考核，全体人员通过岗位参试能力评测，取得岗位资格认证，并在校飞中锤炼了各项能力素质 。
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校飞期间科技人员核对数据 图片来源：作者提供
【科学探索|上天的事儿，为什么要用船？】经历了设备的检验、系统的调配、人员的磨合，远望6号在今年已经完成了以北斗三号为代表的四次海上测控任务，如今他已于11月13日再次远征大洋，在此期间它将在印度洋和太平洋等多个海域完成多次海上测控任务 。待它归来时已是2021，最后让我们祝福远望6号船一帆风顺，早传捷报！
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