我國探月工程的定軌精度評估
發(fā)布時間:2020-04-30 22:52
【摘要】:2004 年1 月,我國探月計劃“嫦娥1 號”工程正式啟動,這標(biāo)志著我國的深空探測進入了實際操作階段。探月工程將分“繞”、“落”、“回”3個階段來具體實施。隨著我國航天事業(yè)的發(fā)展,對空間飛行器的定軌精度要求越來越高。目前,我國火箭運載的能力可以確保把總重約2.5 噸的飛行器送到約38 萬公里的地月距離處,但保證其準(zhǔn)確進入環(huán)月飛行工作軌道則有賴于地面測控系統(tǒng)的精密定軌和軌道預(yù)報。經(jīng)多次反復(fù)論證,我國探月工程決定,探月飛行器的測控工作,以我國的聯(lián)合S 波段(USB)測控系統(tǒng)為主,輔以中國科學(xué)院的甚長基線射電干涉(VLBI)測量系統(tǒng)進行精密定軌。 本文以我國正在實施的探月計劃“嫦娥1 號”工程為背景,分析了在我國USB 測控網(wǎng)和VLBI 跟蹤網(wǎng)的現(xiàn)有空間分布、觀測弧段和盡可能接近真實情況的誤差源等前提下的探月飛行器的精密定軌!版隙1 號”的整個飛行過程包括以地球為中心的調(diào)相軌道飛行、地月系之間的奔月飛行軌道以及環(huán)月軌道的飛行。各軌道段有不同的軌道特征,為此,本文重點分析了影響奔月飛行器和環(huán)月飛行器定軌精度的主要誤差源,以及觀測量精度、觀測資料類型等對定軌的影響。在環(huán)月階段,月球重力場誤差是影響定軌的最主要的誤差源,本文采用減縮動力學(xué)法,即采用合適的經(jīng)驗加速度參數(shù)吸收重力場誤差對定軌的影響。采用的方法是仿真模擬計算,即首先模擬觀測數(shù)據(jù),然后在計入各誤差源的影響后進行求解,并對解算結(jié)果進行比較。仿真模擬的工具是美國宇航局哥達德飛行中心的空間數(shù)據(jù)分析軟件系統(tǒng)GEODYNⅡ! 仿真的計算結(jié)果表明:采用USB 測距、測速和VLBI 時延,時延率聯(lián)合定軌能夠提高定軌和軌道預(yù)報精度。在奔月階段,提高觀測量精度(時延)和減小測量船的點位誤差將有助于提高定軌精度,而在環(huán)月階段,采用減縮動力學(xué)方法和提高月球重力場精度將有助于提高定軌精度!
【圖文】:
圖 2.2 太陽系質(zhì)心系中近距源 VLBI 觀測的幾何關(guān)系如圖 2.2,在太陽系質(zhì)心坐標(biāo)系(BS)中,源 S 于0t 時刻發(fā)出的信號1t 、2t 兩個時刻到達天線 1、2。三個事件的坐標(biāo)分別為0 ( , (sCτ R ururur
圖 3.1 地心天球坐標(biāo)系下 USB 測距 圖 3.2 地心天球坐標(biāo)系下人造天體 VLBI觀的幾何關(guān)系 測的幾何關(guān)系對有限天體的 VLBI 時延又稱為單程距離差,時延率又稱為單程距離差的時變率。如果該天體對至少 4 個地面天線共視,則可根據(jù) 6 個時延觀測量(其
【學(xué)位授予單位】:中國科學(xué)院研究生院(上海天文臺)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2005
【分類號】:P171
【圖文】:
圖 2.2 太陽系質(zhì)心系中近距源 VLBI 觀測的幾何關(guān)系如圖 2.2,在太陽系質(zhì)心坐標(biāo)系(BS)中,源 S 于0t 時刻發(fā)出的信號1t 、2t 兩個時刻到達天線 1、2。三個事件的坐標(biāo)分別為0 ( , (sCτ R ururur
圖 3.1 地心天球坐標(biāo)系下 USB 測距 圖 3.2 地心天球坐標(biāo)系下人造天體 VLBI觀的幾何關(guān)系 測的幾何關(guān)系對有限天體的 VLBI 時延又稱為單程距離差,時延率又稱為單程距離差的時變率。如果該天體對至少 4 個地面天線共視,則可根據(jù) 6 個時延觀測量(其
【學(xué)位授予單位】:中國科學(xué)院研究生院(上海天文臺)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2005
【分類號】:P171
【參考文獻】
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1 于益農(nóng),李海濤,李國民;寬帶VLBI的原理與實現(xiàn)[J];電訊技術(shù);2002年03期
2 劉迎春,張飛鵬,董曉軍;月球探測衛(wèi)星的軌道支持[J];飛行器測控學(xué)報;2003年01期
3 劉林,劉世元,王彥榮;關(guān)于大行星(或月球)軌道器的凍結(jié)軌道[J];飛行器測控學(xué)報;2003年02期
4 李平,張紀(jì)生;NASA深空網(wǎng)(DSN)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J];飛行器測控學(xué)報;2003年04期
5 張q,
本文編號:2646264
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