北京中心深空探测器精密定轨与分析软件系统

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1、第29卷第5期飞行器测控学报VoL29No．5兰Q!Q生!Q爿』Q望!塑!Q￡曼乜鱼!塑堕丛]匹鱼￡殓塾壁垒!!蟹理垒垦兰Q!Q北京中心深空探测器精密定轨与分析软件系统+胡松杰，唐歌实(北京航天飞行控制中心·北京·100094)摘要：介绍了北京航天飞行控制中心针对火星探测任务所研制的深空探测器精密定轨与分析软件系统，描述了该软件系统开发的需求、功能设计和当前已经具备的能力，并用该软件进行了初步计算试验，结果表明该软件在MEX火星探测器定轨精度上可以达到与ESA的火星定轨精度相当的水平。此外，文章还给出了YH-1探测器定轨精

2、度的初步仿真分析。关键词：深空探测器；精密定轨；软件中图分类号：P173．1文献标识码：A文章编号：1674～5620(20lO)05一0069一06BACCorbitDeterminationandAnalysisSoftwareforDeep。-SpaceExplorersHUSong-jie。TANGGe-shi(BeijingAerospaceControlCenter，Beijing100094)Abstract：ThispaperintroducesPreciseOrbitDetermination(P()D)

3、andanalysissoftwarecalledBODASdevelclpedfordeepspaceexplorersbyBeijingAerospaceControlCenter(BACC)．Thedevelopmentrequirements，functionsandcapabilityofthesoftwarearedescribcd．AccuracytestsbasedonthetrackingdataofMEXareperformedandtheresultsshowthatthePODaccuracyof1

4、3()DASisequaltOwhatisachievedbyESA．PODsimulationofChina’SYH-1Marsprobeisalsopcdormed．Keywords：DeepSpaceExplorer；PreciseOrbitDetermination；SoftwareO引言火星作为距离地球最近的类地行星之一，是人类进行行星探测的首选目标。1960年10月，前苏联发射了“火星1960A”探测器，开启了人类探测火星的活动。到目前为止，国际上总共发射了近40个火星探测器，其中只有一半的探测任务取得成功或部

5、分成功。在这些失败的任务中，有近三分之一的任务失败原因与探测器的导航控制有关。进入21世纪以来，随着美国和欧洲等一些国家和地区对火星多次探测活动的成功，国际上又掀起了新一轮的火星探测热潮，各航天大国纷纷制定火星探测计划。其中美国在1996年--一2003年间火星着陆器所取得的巨大成果基础上，制定了未来十年的探测计划。该项计划将通过一系列科学探测任务来提升人类对火星远古和现代生命环境的研究，主要任务包括发射“火星科学实验室”(2011年)和“火星生物学现场实验室”(2016年)，开展火星“深度钻岩”任务(2018年)和“火星

6、采样返回”任务(2022年)。欧空局(ESA)于2004年2月3日发布将要独立实施的“Aurora”空间探测计划，其中火星探测任务包括实施“火星采样返回”任务(2011年、2014年)，开展载人火星探测技术验证(2014年)，并在2033年进行首次载人火星着陆任务。俄罗斯目前正在实施火卫一采样返回火星探测(Phobos-Grunt)的国际合作项目(现推迟到2011年10月发射)，并计划在2015年前后，实施载人火星着陆计划，在2020年建造火星种植园。日本则计划在2015年～2025年期间，发射火星着陆器和火星车，2025

7、年构建“深宅港”，并规划载人火星探测。印度也计划在2015年前后发射首颗火星探测器，开展火星大气研究，并寻找火星上的生命痕迹。我国目前虽然尚未*收稿日期：2010--05—15；修回日期：2010—08—23第一作者简介：胡松杰(1973～)，男，博士，高级工程师，主要从事航天器精密定轨及应用研究；E-mail：husongjie@yahoo．com．m70飞行器测控学报第29卷有明确的火星自主探测规划，但已开始火星探测国际合作。2007年3月26日，中俄两国国家航天局签署了“关于联合探测火星及火卫一合作的协议”，双方确定

8、于2009年开展“中国与俄罗斯联合探测火星计划”(现推迟到2011年)。届时，中国独立研制的1颗火星轨道器(YH-1)，将搭载在俄罗斯“Pho-bos-Grunt”探测器上，由俄罗斯负责送入环火星轨道，之后由中国独立进行测控，开展有关火星的空间磁场、电离层和粒子分布及变化规律，火星大气离子的逃逸率和火星