我国第一代航天测控人：李济生院士

人造卫星轨道动力学和卫星测控专家李济生，1943年5月31日生于山东济南，1966年毕业于南京大学天文学系。历任西安卫星测控中心技术部总工程师、研究员。1997年当选为中国科学院院士。2019年7月28日因病于北京逝世，享年76岁。

李济生院士是我国第一代航天测控人的代表、我国航天测控事业的开拓者之一。航天工作者评价他说：“直爽，正派，不吹牛。”他为我国航天测控事业做出的贡献，航天自媒体“我们的太空”概括为：“在人造卫星轨道动力学研究方面，他发现了低轨道三轴稳定卫星姿控动力对卫星轨道的摄动并建立了相应的动力学模型，提高了定轨精度；建立了我国卫星测控精密定轨系统，满足了我国各型号卫星对定轨精度的要求；在卫星测控工程方面，对卫星测控软件系统提出了‘模块化自动调度’设计思想，并完成了我国第一颗地球同步通信卫星‘东方红二号’测控调度软件和测控计划生成软件的设计与开发。”

李济生院士（来源：我们的太空）

航天测控是一个什么样的领域？火箭发射升空、航天器在轨工作，可视化程度都比较高，而航天测控在公众视野中更似“隐形”。测控的主要工作包括：测量——针对飞行目标进行多种手段的远距离测量，根据获得的测量数据掌握航天器的飞行状态、飞行轨迹，判断其工作是否正常；控制——通过向飞行目标发送指令，使其能够按照地面的要求做出相关动作，控制航天器的状态；通信——包括航天器和地面的天地通信，以及陆地、海上测控站船和指控中心之间的信息交换。

受地球曲率的影响，以无线电微波传播为基础的测控工作，需要用分布在陆上、海上甚至天上不同地点的多个节点“接力”完成。有人把这个系统比作放飞航天器的“风筝线”，实际上它远远比“线”复杂得多，更像一张连接天地的网，或是一条条承载航天器驰骋的“天路”。

“我上中学时，苏联发射了人造地球卫星。当时我就很着迷，经常在晚上跑出来看卫星，希望有一天能经过我的努力，使我们的国家也有自己的卫星。”生前的一次访谈中，李济生院士回忆自己从事航天测控的初心，“进入大学以后，刚好又是学天体力学的。一般的天体力学都是学经典轨道的计算, 比如月亮绕地球转、地球绕太阳转……因为那时已经有了人造卫星这样的人造天体，所以在学校时也学习一些人造天体的轨道计算。后来到单位后恰好又是从事卫星测控方面的工作，因此就很自然地结合起来了。”

中国的航天测控事业，是伴随着第一颗人造地球卫星飞向太空的历程而发端的。“到现在我还清楚地记得, 我们报到的准确时间是1968年2 月14 日……共有5 位同学一同分配到西北航天实验基地，我们坐了几天火车，从繁华的南京走到大西北，满目尽是荒凉的戈壁滩。记得我在给女朋友的第一封信是这样写的——‘站在大戈壁滩上，一望无际，如同站在大海上一样辽阔无垠。尽管这里现在很荒凉，我想通过我们的努力，我们会用自己的双手创造出一个崭新的世界。’”

如今的酒泉卫星发射场（图片来源：中国载人航天官网）

那时的中国，贫瘠而沸腾；那时的中国航天，火箭、卫星、测控各系统皆蹒跚起步，家徒四壁而自信奋进。1970年，“东方红一号”成功发射，标志着中国掌握人造卫星技术。依托西安卫星测控中心和分布在祖国各地的地面观测站，李济生和他的同事们实现了卫星的精确跟踪测量，成功预报了卫星飞临世界244个城市上空的时间和方位。

“当我们在喝庆功酒吃庆功饺子的时候，一位老专家的话深深打动了我。他说：‘咱们的卫星上天了，可轨道精度是多少？谁能说得准确？’当时我就暗暗下决心，一定要把卫星精度算出来。我是搞天体力学的，不然愧对国家的培养。大约用了1 年时间，我终于算出了卫星轨道的误差为1 公里。这也是我们国家卫星轨道的第一次量化，但与发达国家当时已经达到的百米级精度相差甚远。从那以后，我又开始了从千米级到百米级精度的艰难历程……”

媒体“我们的太空”说，“正是在李老的带领下，西安卫星测控中心的轨道确定和控制精度达到了国际先进水平，从最初的公里级、米级到如今的厘米级……”

中国“牧星人”（图片来源：我们的太空 ）

精密定轨有多重要？遥感卫星定轨不准，卫星拍到的图像坐标就不准确；担负测绘任务的卫星定轨不准，就不能得到高精度测绘信息；地球同步轨道卫星定轨不准，无法严格实现地球同步运行，卫星不得不在调整位置的过程中消耗燃料、降低寿命；而载人航天器一旦出现测控偏差，将直接导致再入大气层的控制误差，落点很可能谬以千里。

今天，我国近地轨道航天器位置确定精度最高可达厘米级，地球同步轨道航天器位置确定精度可达几十米，月球轨道探测器位置确定精度可达公里级。我国航天测控技术从无到有，从简单到复杂，构建了一个独具特色、功能多样、天地一体的航天测控体系，取得了飞向太空、返回地面、同步定点、飞船回收、多星管理、深空探测等重大成就。我们同时注意到，近年来，作为国家航天测控能力的补充，航天驭星、天链测控等民营企业开始提供商业测控服务。

李济生院士的名字，源自其出生地济南。也许还有更多寓意。心怀家国、兼济苍生，是那一代知识分子的朴素理想——那么，离开之时，院士或当欣慰：半个多世纪以来，中国航天事业在捍卫国家安全、增强综合国力的同时，其蕴含的科学、技术与成果已融入这个国家人民的日常生活，深刻地重塑了我们的经济、文化、思想和生活方式。院士当年在西北大漠中所畅想的“崭新的世界”，已然开启。

参考文献：

[1]我国航天测控事业实现多阶段技术跨越，李国利、张勇，新华社2017年8月11日电；

[2]南湖夜访“牧星人”——西安卫星测控中心总工程师、十五大代表李济生院士访谈录，方延明，《科学新闻周刊》2001年第30期。

科学审核：

白瑞雪 北京爱太空科技CEO，国际宇航联空间教育委员会委员