郭学卫，王春晖，金仲和

(浙江大学 微小卫星研究中心，浙江 杭州 310027)

一、引 言

近年来随着重力场测量和编队飞行卫星等应用的不断深入，对星间测距提出了越来越高的要求，从而推动了高精度星间测距技术的发展[1]。

大地测量学是以研究地球形状与大小为基本目的的地学领域中的基础性学科,是为人类的活动提供地球空间信息的学科[2]。地球重力场是地球物质分布和旋转运动信息的综合反应，是地球科学、大地测量学、固体地球物理学和海洋学研究不可缺少的重要信息源[3]。2002年3月德美合作成功发射的GRACE(gravity recovery and climate experiment)卫星，其最核心的有效载荷为高精度K波段微波测距系统，测距精度优于10 μm，测速精度可达到1 μm/s，足以测出地球表面重力场异常所引起的卫星间距的变化[4-5]。

高精度测距也能推动正在蓬勃发展的微小卫星编队的发展，编队飞行是空间技术发展过程中的一次完全崭新和开拓性的研究课题[6-8]。以微电子、微机械等当代高新技术为依托的现代小卫星与卫星研制初期的小卫星有着截然不同的本质区别[9]。美国航空航天局和欧空局都视航天器编队飞行及其相关技术为下一代可用的空间关键技术。

可见，高精度测距在航天和军事领域已经越来越重要。这些测距系统的研究最终需要一个长度长、精度高的距离来进行验证和校准，常用的方法包括有线和无线两种方式。有线即以长距离射频电缆为测量对象，这种方式成本高，占用空间大；……