發(fā)布時間：2020-05-06 08:52

【摘要】：近年來,國內(nèi)外深空探測發(fā)展迅速并取得了長足的進步,我國深空探測起步于2007年嫦娥1號月球探測,深空探測至今已走過十二年并取得了豐碩的成果,大量月球圖像、空間環(huán)境和空間天氣等信息傳回地球,為我們研究月球提供了基礎(chǔ)。文章主要以嫦娥四號中繼星——鵲橋衛(wèi)星激光測距為基礎(chǔ)進行了相關(guān)研究。文章首先對鵲橋衛(wèi)星的背景和意義作簡要闡述。介紹了在鵲橋衛(wèi)星激光測距中所涉及的觀測設(shè)備、目前觀測設(shè)備的工作狀況和準備工作。再介紹了用于計算鵲橋衛(wèi)星目標暈軌道的圓型限制性三體問題。然后基于軌道力學基礎(chǔ)用數(shù)值方法計算了符合鵲橋衛(wèi)星中繼通信任務(wù)的目標暈軌道。并對halo軌道的動力學特性進行了拓展性研究,包括在鵲橋衛(wèi)星激光測距觀測過程中對望遠鏡跟蹤有影響的目標軌道運動的速度、軌道運行周期和暈軌道附近不變流形的計算。接著以計算的目標halo軌道來對鵲橋衛(wèi)星激光測距進行分析計算:計算了鵲橋衛(wèi)星距離觀測臺站的距離;在測距中為了便于分析月球反射光噪聲對測距的影響,計算了鵲橋衛(wèi)星與月球的距離。通過以往觀測經(jīng)驗對觀測條件進行約束后計算出鵲橋衛(wèi)星激光測距觀測任務(wù)時間窗口。分析了影響鵲橋衛(wèi)星激光測距回波光子數(shù)和測距成功率的關(guān)鍵因素,結(jié)合以往月球激光測距的經(jīng)驗給出改善和提高鵲橋衛(wèi)星激光測距成功率的方法。最后在未來得及開展鵲橋衛(wèi)星激光測距實測的情況下,在觀測設(shè)備允許的條件下設(shè)計了試驗驗證方案,通過實測結(jié)果來對理論計算進行驗證,為后面展開鵲橋衛(wèi)星實測提供理論依據(jù)。
【圖文】：

第 1 章 緒論2.計算了鵲橋衛(wèi)星激光測距分析中需要的眾多數(shù)據(jù)（包括觀測目標到測站距離，觀測目標與月球距離，測距回波光子數(shù)和成功率等），為后面開展鵲橋衛(wèi)星激光測距試驗奠定基礎(chǔ)。3.分析了影響鵲橋衛(wèi)星激光測距回波光子數(shù)和測距成功率的關(guān)鍵因素，結(jié)合以往月球激光測距的經(jīng)驗給出改善和提高鵲橋衛(wèi)星激光測距成功率的方法。4.在未來得及開展實測的條件下，設(shè)計了等效驗證方案，通過實測試驗結(jié)果與理論分析計算進行對比分析，，為鵲橋衛(wèi)星實測提供指導。

觀測設(shè)備是鵲橋衛(wèi)星激光測距試驗的基礎(chǔ)，在開展鵲橋衛(wèi)星激光測距分析前有必要對測距原理、觀測系統(tǒng)及準備工作做一個簡單的介紹。2.1 激光測距原理激光測距是一項覆蓋激光、光電子探測器、光路系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、衛(wèi)星軌道參數(shù)等多門類學科領(lǐng)域的綜合技術(shù)，其原理是通過測量激光從地面觀測站臺（望遠鏡）到測量目標之間往返飛行的時間，再乘以激光在真空中的光速，從而計算出觀測臺站的望遠鏡到觀測目標之間的距離 R[11-12]。其關(guān)系式為：R t c21（2.1）這里 t21表示激光往返飛行時間的一半，c 表示激光在真空中飛行的光速。全球激光測距站的分布如下圖所示[13]：
【學位授予單位】：中國科學院大學(中國科學院云南天文臺)
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：P228.5

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6 張飛鵬;黃s

本文編號：2651005