三向测量技术在深空探测中的应用研究

《三向测量技术在深空探测中的应用研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、第31卷第3期2012年6月飞行器测控学报JournalofSpacecraftTT&CTechnologyV01．31No．3Jun．2012三向测量技术在深空探测中的应用研究。黄磊，王宏，樊敏(北京跟踪与通信技术研究所·北京·100094)擅要：较详细地介绍了三向测量技术(包括三向测距和三向测速)，阐述使用三向测量的工程背景和重要惠艾，给出利用三向测量数据进行实时定位的教学推导，并分别对三向测距和三向测速原始数据的误差进行了分析{最后蛤出在“嫦娥一号”试验轨道段采用三向测量技术得到的残差分析结果。结果表明．在未进行站问时问同步的情况下，。烯娥一号

2、”卫星100kmXl00km环月轨道段三向测距误差约200m，三向测速误差约2cm／s，利用三向测量敷据可以单独进行轨道确定，验证了我国后续深空探测中应用三向测量技术的可行性。关键词：三向测量；三向测距；三向测速；深空探测；误差分析中围分类号：V556文献标志码：A文章编号：1674—5620(2012)03—0006—05ApplicationofThree-wayMeasurementinDeepSpaceExplorationHUANGLei，WANGHong，FANMin(BeijingInstituteofTrackingandTeleco

3、mmunicationsTechnology，Beijing100094)Abstract：Theengineeringbackgroundandsignificanceofthree-waymeasurement(includingthree-wayrangingandthree-wayDoppler)areintroduced．Themathematicalmodelandapplicationscenariosforreal—timetrajectorydeter—ruinationusingthree-waymeasurementsaregi

4、venandthetheoreticalerrorofdataisanalyzed．TheresultofresidualerroranalysesofChang’E-1three-waymeasurementshowsthatwithouttimesynchronization，three-wayrangingerrorisapproximately200mandthree-wayDopplererrorisapproximately2em／sini00kmX100kmlunarorbit．Therefore，three-waymeasuremen

5、tdatacanbeusedindependentlyfororbitdeterminationanditisfeasibletOusethree-waymeasurementinfuturedeepspacemissions．Keywords：three-waymeasurement；three-wayranging；three-wayDoppler)deepspace；erroranalysis0引言不论是近地任务还是深空任务，双向相干测距测速体制都是较为常用的测量手段。但是，由于深空测控空间时延很长，再加上地球自转的影响，有些情况下，接收站无法

6、接收到相应的发射信号，这时就不能进行双向相干测量，而必须通过异站收发进行三向测量；此外，为了能够在探测器软着陆前的动力下降段实时监视其下降轨迹，也必须使用多站三向测量技术实现对探测器动力下降段的实时几何定位。l三向测量技术三向测量是指利用主站发射上行信号，经应答机相干转发后，由另一个站(副站)进行信号接收的测量体制，包括三向测距和三向测速。三向测距的测量元素为距离和。三向测速的测量元素为距离和的变化率。严格意义上讲，三向测量分为地面站同频率源(简称同源)三向测量和非同源三向测量。1)同源三向测量。在同源三向测量中，发射测站与接收测站之间距离较近，两站

7、之间通过微波链路或光纤链路相连接，以保证站间频率的相干性。美国NASA在执行火星和金星任务时，曾采用这种方式利用戈尔德斯顿的DSSl2(发站，26m天线)和DSSll(收站，26m天线)进行测量[1]。我国的154干涉仪也是采用类似方式进行多站测量(通过基线传输塔向各副站传输频率基准与主站相干)。·收稿日期：2012—03—12；修回日期：2012—03—22；同络出版时间：2012—06—1909：21：01网络出版地址：http：／／WWW．cnki．net／kcms／detail／11．4230．TV．20120619．0921．001．htm

8、l第一作者简介：黄磊(1982一)，男，硕士，工程师，研究方向为航天剥控；E—mail：husnglei@b