深空导航无线电干涉测量技术的发展历程和展望.pdf

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1、第32卷第6期2013年12月飞行器测控学报JournalofSpacecraftTT&CTechnologyV01．32No．6Dec．2013深空导航无线电干涉测量技术的发展历程和展望+李海涛，周欢，郝万宏，董光亮(北京跟踪与通信技术研究所·北京·100094)摘要：结合世界各航天大国和组织所开展的深空探测活动和深空测控系统建设中，对无线电干涉测量技术的开发、应用以及深空导航技术试验验证情况，系统地梳理和总结了深空导航无线电干涉测量技术的发展历程，并通过该技术未来在国际上几个主要深空探测任务中的应用规划，分析了无

2、线电干涉测量领域未来的发展方向。该领域技术的最新发展对我国深空测控网无线电干涉测量系统的后续建设也具有重要的借鉴意义。关键词：深空导航；无线电干涉测量；甚长基线干涉测量(VI。BI)；双差分单向测距(ADOR)；相位参考中图分类号：V556；TN96l文献标志码：A文章编号：16745620(2013)06—0470—09DOI：10．7642／j．issn．1674—5620．2013一060470一09DevelopmentofRadioInterferometryandItsProspectinDeepSpac

3、eNavigationI。IHaitao，ZH()UHuan，HA()Wanhong，DONGGuangliang(Beijing[nstituteofTrackingandTelecommunicationsTechnology，Beijing100094)Abstract：FollowingreviewoftheRe>．D(ResearchandDevelopment)andapplicationofradiointerferometryindeepspaceexplorationactivitiesandcon

4、structionofdeepspaceTT8．C(Telemetry，TrackingandCommand)systemsofmajorspace—faringcountriesandspaceagencies，thispapersummarizesthehistoryofdevelopmentofradiointerferometryindeepspacenavigation．Thetrendsofdevelopmentofradiointerferometryareanalyzedbasedonon—going

5、andplannedapplicationofthetechnologyinprominentdeepspaceprogramsandmissionsintheworld．StudyofthelatestdevelopmentsofthetechnologyissignificanttOfollowupdevelopmentofradiointerferometrysystemsforChina’Sdeepspacenetwork．Keywords：deepspacenavigation；radiointerfero

6、metry；VeryLongBaselineInterferometry(VI。BI)；DehaDifferenti—al()ne—WayRanging(ADOR)；phasereferencing0引言深空探测是指对太阳系内除地球以外的行星及其卫星、小行星、彗星等天体或空间环境的探测，以及太阳系以外的银河系乃至整个宇宙的探测。国际宇航界公认的“深空”定义为距离地球200万km外的空间。深空导航就是确定深空航天器当前位置，预测并修正其飞行路径，使其处在所期望轨迹的一个可接受误差范围内的过程。这一复杂过程包括航天器位置

7、和速度信息的采集、处理并得到作为时间函数的航天器位置和速度的估计值。深空导航的手段一般有地基导航和自主导航2种方式[1]。深空导航就是要确定深空航天器的位置、速度和姿态等信息，一般有地基导航和自主导航2种方式。迄今为止，绝大部分深空航天器都是依靠地基导航手段，主要采用无线电跟踪测量。传统的无线电跟踪测量方法——测距和多普勒测速存在三大缺陷：1)航天器赤纬接近0。时，赤纬测量灵敏度显著下降[21；2)对航天器运动的横向参数不敏感口1；3)系统模型误差多，需要通过较长时间的观测来修正。同时随着航天器与地面站距离越来越远，

8、以下几个问题变得尤为突出：1)空间信号传输时延增大，要求定轨时间进一步缩短，以满足航天器机动后状态的快速确定；2)信号链路衰减急剧增加，地面站接收信号的信噪比下降；3)距离增加使得*收稿日期：2012—0903；修回日期：2012—1008；网络出版时间：201311—1315：39：53网络出版地址：http：∥WWW．cnki．net／kc