一种对深空探测器信标信号的无源定位方法
2021-08-29沈小马吕斌涛叶建设卞韩城
深空探测学报 2021年3期
沈小马,吕斌涛,孙 威,刘 阳,叶建设,卞韩城
(1.北京无线电测量研究所,北京 100854;2.北京跟踪与通信技术研究所,北京 100094;3.酒泉卫星发射中心,酒泉 732750)
引 言
深空探测器按照探测目标可分为月球探测器,如“嫦娥三号”(Chang'E-3,CE-3)和“嫦娥四号”(Chang'E-4,CE-4)落月探测器、“嫦娥五号”采样返回探测器,太阳探测器、行星及星际探测器(如火星、木星、小行星的采样返回式探测器等),可帮助人类研究太阳系及宇宙的起源、演变和现状,进一步了解空间现象和地球自然系统之间的关系,进而拓展人类生存的空间。深空采样返回探测器具有体积小、重量轻、速度快、示位能力相对较弱,在地球返回时的着陆区范围较大,返回时机受地面气象条件关联性大的特点。对携带样品的高速弹道式再入深空返回器实现快速空间定位、安全回收,提高着陆预报精度,是确保整个深空探测航天工程任务圆满顺利完成的关键。根据搜救任务组织模式,构建测控信息网、搜救卫星信息网和区域定位信息网[1]。在返回阶段,测控信息网目前使用主动式靶场测量雷达和S频段统一测控设备[2-3]对返回式探测器进行跟踪探测。
搜救卫星信息网使用国际救援组织的搜救卫星(COSPAS-SARSAT)[4-5],对返回式探测器的信标信号进行定位和解调,将定位结果传至中国极低轨道搜救任务控制中心。区域定向信息网中使用飞机和直升机载超短波定向仪对信标信号进行搜索测向[6]。主动式靶场雷达和统一S波段(Unified S-Band,USB)测控设备使用地面单站部署形式,当着陆位置偏差较大时,由于地球曲率条件限制,对返回式探测器的低空测量能力受限,着陆点预报误差也相应增大。……
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