定位归算在嫦娥四号中继星变轨阶段的应用

发布时间：2022-01-04 00:48

　　2018-06嫦娥四号中继星发射任务圆满完成,为2018-12的嫦娥四号月球背面降落任务打下良好的基础,其中甚长基线干涉测量技术（very long baseline interferometry,VLBI）测轨分系统在卫星的定位、变轨等方面起到了重要的作用。统计了嫦娥四号中继星任务实时阶段VLBI观测的时延、时延率和定位结果的精度,讨论了定位归算在嫦娥四号中继星轨控弧段实时轨迹监测中的应用。在中继星进入Halo轨道的过程中,能够实时监测到定位归算结果给出的轨道根数变化,以实时监测变轨情况,并通过事后与定轨结果比对,判断定位结果的正确性与准确性,从而为后续飞行任务提供了一种新的Halo轨道实时监测的方法。 

【文章来源】：武汉大学学报(信息科学版). 2020,45(02)北大核心EICSCD

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【部分图文】：

图1 时延数据定轨后残差统计

图1 时延数据定轨后残差统计表1为CE-4中继星任务与CE-2、CE-3、CE-5T1奔月段定轨残差均方根的比较。从表1可以看到，CE-4中继星任务（CE-4ZJ）的VLBI时延测量数据定轨后残差相较CE-3的X频段数据精度略有下降，但精度高于嫦娥二号（CE-2）和嫦娥五号实验（CE-5T1）任务。

CE-4任务实时阶段的主要轨道机动事件如表3所示，定位归算用于监测轨道机动的实时变化。图3和图4分别是观测代码为s8525a的中继星地心坐标和速度定轨结果与定位归算结果差值的变化。可以看出，在非轨道机动时间段，定位归算结果与定轨结果符合性较好，这说明定位归算结果的可靠性较高；当处于轨道机动时间段，定位归算结果与定轨结果有显著差异。这是因为在轨控阶段，卫星的受力情况复杂，难以进行准确模拟，变轨期间也不能以定轨长弧段方式给出实时轨道信息，因此轨控阶段定轨精度低于非轨控阶段定轨精度。定位归算是基于卫星与地面测站网的相对几何关系，与卫星具体的受力情况无关，所以定位归算精度不受是否轨控的影响[2]。在轨控阶段使用定位归算结果实时判断变轨情况是定位归算的一种特殊应用。图4 观测代码s8525a定轨与定位归算速度结果差值

【参考文献】：
期刊论文
[1]地–月L2点中继星月球近旁转移轨道设计[J]. 孙超,唐玉华,李翔宇,乔栋.  深空探测学报. 2017(03)
[2]地月拉格朗日L2点中继星轨道分析与设计[J]. 高珊,周文艳,梁伟光,刘德成,唐玉华,杨维廉.  深空探测学报. 2017(02)
[3]圆型限制性三体问题下Halo-绕月轨道的星间测距定轨[J]. 杜兰,张中凯,于亮,陈世杰.  测绘学报. 2013(02)
[4]定位归算在嫦娥二号任务实时阶段的应用[J]. 李金岭,刘鹂,郑为民,钱志瀚.  中国科学:物理学 力学 天文学. 2011(07)
[5]嫦娥一号绕月探测器轨道投入过程实时监测判定的原理与技术实现[J]. 平劲松,王明远,史弦,简念川.  空间科学学报. 2011(03)

博士论文
[1]基于VLBI跟踪观测的空间飞行器瞬时状态参量归算[D]. 郭丽.中国科学院研究生院（上海天文台） 2007



本文编号：3567308