同波束VLBI在月球车相对定位和轨道器交会对接中的应用

摘要

同波束VLBI即用射电望远镜的主波柬同时观测角距很小的两个探测器发出的巧妙配置的多频点信标,据此得到两探测器在两个测站间的超高精度的差分相位时延。笔者等对月球卫星SELENE的两个小卫星Rstar和Vstar进行同波束VLBI观测,得到了误差皮秒量级的差分相位时延数据,比现有VLBI的测量误差降低了两个量级。利用同波束VLBI和测速测距数据,月球卫星Rstar和VstBr定轨精度已达10米左右。利用同波束VLBI技术,可实现月球车和着陆器在38万km处的天球切平面上的2维精密相对定位,其相对定位误差优于1米。同波束VLBI技术在月球采样返回探测任务中的多目标探测器如轨道器、着陆器和返回器的各个测控段特别是轨道器和返叫器的交会对接时的高精度测定轨中可发挥更加重要的作用。