用于深空探测任务的先进通信与导航体制

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1、第20卷第1期航天器工程V01．20No．12011年1月SPACECRAFTENGINEERING57AdvancedCommunication＆Navigation(C＆N)ArchitecturesforDeep—SpaceMissionsFENGLihePINGJinsong(ShanghaiAstronomicalObservatory／CAS，Shanghai200030，China)Abstract：Advanceddeep—spacecommunication＆centNASA／S

2、CAWGreportarereviewed．SomeExtremelyLongBaselineInterferometry(EI。BI)trackingsatellitesintheEarth—MoonL3／L4／L5systemcapabilityandperformance．navigationarchitecturesbasedmainlyonare—ofthekeyfeaturesarediscussed，andanovelapproachthatputscommunication，rel

3、ayandhaloorbitsisproposedtoenhancetheoverallKeywords：communication．relayandtrackingsatellites；deep—spacecommunication&naviga—tion；haloorbits；Earth—MoonL4／L5Lagrangianequilibriumpoints；spaceVLBI用于深空探测任务的先进通信与导航体制冯礼和平劲松(中国科学院上海天文台，上海200030)摘要介绍了一套用于深空探测

4、的先进通信与导航体制。在综述美国国家航空航天局相关研究进展、讨论这套体制中的关键特征技术的同时，文章利用飞行在地月平动点L3／L4／L5的晕轨道上的中继通信和跟踪卫星，建议了一种超长距离干涉测量(ELBI)技术。探讨了ELBI技术对先进通信与导航体制进行增强的可能性和应用潜力。关键词通信中继与跟踪卫星；深空通信与导航；晕轨道；地月L4／L5拉格朗日平动点；空间VLBI中图分类号：V476文献标志码：A文章编号：1673—874812011)01-0057—061IntroductionThispa

5、perismainlybasedonareportsubmit—tedbyNASA’SSpaceCommunicationArchitectureWorkingGroup(SCAWG)，whichprovidesspacecommunication＆navigation(C&N)architecturerecommendationsfor2005—2030．Thearchitec—tureiscomposedoffourphysicalelementswithoverlappingnetwork，

6、security，RFspectrum，andnavigationarchitectures(Fig．1)．Thetop—levelspaceC＆Narchitecturewillprovidethenecessaryend—。to-enddatacommunica--tionandnavigationservicestosupportscienceandexplorationuserspacecraftoperatinganywhereinthesolarsystem——intheearthvi

7、cinity，Iunarvicinity，Marsvicinity，andotherregions(Fig．2)．Intherestofthispaper，wefocusonthekey收稿日期：2010—05—28；修回日期：2010-08—18基金项目：固家高技术研究发展计戈ll(2008AAl2A210．2009AAl22206)I田家自然科学基金(批准号：10973031)l中固科学院重要方向性项目(KJCXZ—Y2一T13-2)作者简介：冯礼和(1951一)．男．博士．教授．从事深空探测

8、洲控技术研究．58航天器工程20卷featuresoftheLunarandMarsRelayElements．Fig．2Spacecommunicationarchitecture～2030：Anetworkofnetworks2LunarrelayelementTofullyunderstandthearchitectureofthelu—narrclay(LR)element，wemustbearinmindthatNASA’scurrentlunarexplorations