基于Ku波段CEI的GEO卫星定轨特性
2021-03-01刘泽军张栩晨黄晓霞
刘泽军,杜 兰,张栩晨,黄晓霞
(1. 信息工程大学,郑州 450001;2. 61085部队,杭州 311200)
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为了充分利用有限的地球静止轨道(geostationary Earth orbit, GEO)资源,分属不同国家的多星共位技术应用越来越广泛。我国目前有两对并置双星,1颗与其他两国卫星组成的并置三星。此外,地球赤道带区域还存在着大量的废弃卫星和空间碎片,严重威胁着航天活动的安全[1-3]。为保障我方GEO卫星在轨安全,对他方共位卫星的轨道进行实时监测是非常必要的。由于GEO的高轨和静地特性,常规的监测技术限制了GEO卫星监测精度的提高,更不适合于对共位的他方卫星进行监测。
连线干涉测量(connected element interferometry,CEI)技术提供了新的测量手段,尤其对空间他方目标轨道监测具有天然优势[2]。CEI技术起源于天文学领域用于研究射电源结构的甚长基线干涉测量(very long baseline interferometry, VLBI)技术,但是受限于时延的测量精度,导致未能发挥其独特的优势。
近几年来,由于高精度时间频率及传递技术[4-6]和干涉测量接收、标校技术的迅速发展,以及快速准确的相位整周模糊确定方法的不断进步[7-9],大大提高了时延的测量精度。因此,CEI技术开始重新得到了充分运用和发展。文献[10]利用布设在美国菲尼克斯和图森相距180 km的连线干涉测量系统,获得了全球定位系统(global positioning system, GPS)卫星30 m的轨道精度,以及GEO卫星3 km的轨道精度。文献[11]利用相距5.6 m的一对1.2 m直径的C波段天线,对GEO卫星的经度进行了连续监测,可以粗略确定其的机动窗口。文献[8]给出了连线干涉测量系统设计及测量数据处理方法,并对测量中的关键技术与设备特性、测量数据精度进行了初步分析。……
