基于地基无线电测量的月面目标精确定位技术研究

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1、第27卷第10期电子测量与仪器学报％f．27^『o．102013年lO月JOURNALOFELECTRONICMEASUREMENTANDINSTRUMENT·907·DOI：10．3724／SP．J．1187．2013．00907基于地基无线电测量的月面目标精确定位技术研究木张宇1，2曹建峰1’2’3谢剑锋1，2陈明1’2’3段建锋1(1．航天飞行动力学技术重点实验室北京100094；2．北京航天飞行控制中心北京100094；3．中国科学院上海天文台上海200030)摘要：2013年嫦娥三号将实施月面软着陆，对月面着陆点以及月面巡视器进行定位是月面目标导航中的一个重要环节。在复杂的月面环

2、境下，需要以探测器作为基准，其定位精度直接影响到整个探测任务的执行效果和导航定位的性能。基于统计学原理，建立了基于地基无线电测量的月面目标定位方案和软件，使用地面手段对探测器在月面各阶段的测量方式进行仿真计算，分析了多种条件定位能力。计算表明，在当前测控条件下基于地基无线电测量的月面目标定位精度优于百米量级，该精度可以为月面软着陆任务提供借鉴和支持。关键词：嫦娥工程；航天测控；月面定位；动力下降中图分类号：V557+．5文献标识码：A国家标准学科分类代码i590．5020Lunarobjectpositioningresearchbasedonground·basedradiometric

3、trackingtechniqueZhangYul，2CaoJianfen91，2’3XieJianfen91'2ChenMin91’2'3DuanJianfen91(1．ScienceandTechnologyonAerospaceFlightDynamicsLaboratory，Beijing100094，China；2．BeijingAerospaceControlCenter，Beijing100094；3．ShanghaiAstronomieMObservatory，ChineseAcademyofSciences，Shanghai200030，China)Abstract：Th

4、eperformanceofChang’e-3missionwilllandtheprobeonlunarsurfacein2013．Thelandingsitepositioningandtheprecisepointpositioningforlunarroverisimportantforthemissionperformance，especiallyinthecomplexlunarenvironment．Inthepaper，theconceptforlunarobjectpositioningbasedonthestatisticalalgo-rithmisproposedan

5、dprecisepositioningsoftwareisconstructed．Inaddition，thesimulationfromground-basedra·diometrictechniquesisperformed．Theresultsshowthatthepositioningforlunarobjectisbetterthan100mundercurrenttrackingcondition，whichishelpfulfortheongoinglunarsoftlandingmission．Keywords：Chang’emission／Chang’e一3：precis

6、epositioning；powereddescendingphase1引言控完全依赖地面观测站，通过测站发送侧音信号实现对探测器的测量M‘71，目前测控系统的测量模式在我国自主实施的嫦娥工程中，月面软着陆是包括统一测控系统(USB／UXB)和干涉测量系统实现第二步科学探测的重要步骤，探测器着陆后的(VLBI)[8-10]，对月面探测器的定位计算需要这两月面位置计算则是其开展工作的首要任务，美国和者的结合使用才能实现精确定位能力，在此基础上欧洲对月球探测器的定位精度在月球固连坐标系建立月面目标的观测模型和动力下降过程的运动内计算可以达到10m的精度¨引。月面目标的测学模型，并利用最小二乘原

7、理对目标位置进行改收稿日期：2013-03ReceivedDate：2013-03}基金项目：探月二期测控系统重点研究项目(2011CK203)、自然科学基金(11173005、11073047、11203003)万方数据电子测量与仪器学报第27卷进，可以实现对月面目标的精确定位1。面进行移动，其运动规律与卫星的在轨运行存在本质的区别，但是它们都可以通过建立探测器的运动2月面探测器定位建模学模型并求解相关参数实现对巡视器