基于VLBI的高精度定位
2021-01-30李金岭王广利郑为民
深空探测学报 2020年6期
郭 丽,张 宇,李金岭,王广利,郑为民,3
(1.中国科学院 上海天文台,上海 200030;2.武汉大学 卫星导航定位技术研究中心,430079;3.上海市空间导航与定位技术重点实验室,上海,200030)
引 言
深空目标的轨道计算和定位归算既有相通之处,也存在显著区别。主要区别在于,定轨计算一般要求有足够长的跟踪弧段,通过状态转移矩阵将整个弧段中不同时刻的观测资料联系起来统一求解,强调精确模制整个跟踪弧段中飞行器的动力学状态。而在定位归算中,待求参数是各给定时刻目标的位置,对跟踪弧段的长度没有苛刻要求,不需要模制飞行器的受力状况,仅依据测站与目标的几何关系实现轨迹确定。在轨道机动、软着陆以及月面行进等过程中,由于目标的受力状态不易精确模制,一般可采用定位归算,以快速确定目标飞行或行进轨迹。
我国探月工程和火星探测工程中,采用USB(United S-band)/UXB(United X-band)测距测速技术与VLBI两种手段进行联合测定轨工作[1-2]。VLBI测轨分系统由上海处理中心和位于上海、北京、昆明和乌鲁木齐的VLBI台站组成[3]。VLBI测轨分系统根据VLBI各台站的观测数据,实时给出该网的时延和时延率观测量,并将综合利用VLBI测量结果、测距测速数据对探测器各飞行段的定轨定位和轨道预报等发往北京中心。定位归算是VLBI测轨分系统的软件配置项之一[4],可快速实时给出探测器的位置信息。
在“嫦娥1号”任务期间,定位归算在月球捕获、受控撞月等关键弧段已经获得了成功应用。在“嫦娥2号”探测器的中途轨道修正、月球捕获和数次绕月轨道机动中,定位归算也成功应用于探测器轨迹的实时监测。……
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