我國探月工程的定軌精度評估
發(fā)布時(shí)間:2020-04-30 22:52
【摘要】:2004 年1 月,我國探月計(jì)劃“嫦娥1 號”工程正式啟動,這標(biāo)志著我國的深空探測進(jìn)入了實(shí)際操作階段。探月工程將分“繞”、“落”、“回”3個階段來具體實(shí)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(yùn)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(jìn)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(bào)。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(jìn)行精密定軌。 本文以我國正在實(shí)施的探月計(jì)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(shí)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?yàn)橹行牡恼{(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(diǎn)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(yàn)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(jì)算,即首先模擬觀測數(shù)據(jù),然后在計(jì)入各誤差源的影響后進(jìn)行求解,并對解算結(jié)果進(jìn)行比較。仿真模擬的工具是美國宇航局哥達(dá)德飛行中心的空間數(shù)據(jù)分析軟件系統(tǒng)GEODYNⅡ。 仿真的計(jì)算結(jié)果表明:采用USB 測距、測速和VLBI 時(shí)延,時(shí)延率聯(lián)合定軌能夠提高定軌和軌道預(yù)報(bào)精度。在奔月階段,提高觀測量精度(時(shí)延)和減小測量船的點(diǎn)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(shí)刻發(fā)出的信號1t 、2t 兩個時(shí)刻到達(dá)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(shí)延又稱為單程距離差,時(shí)延率又稱為單程距離差的時(shí)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(shí)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(shí)刻發(fā)出的信號1t 、2t 兩個時(shí)刻到達(dá)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(shí)延又稱為單程距離差,時(shí)延率又稱為單程距離差的時(shí)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(shí)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(xiàn)】
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1 于益農(nóng),李海濤,李國民;寬帶VLBI的原理與實(shí)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(bào);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(bào);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(bào);2003年04期
5 張q,
本文編號:2646264
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