嫦娥二号卫星短基线干涉测量试验分析

摘要

干涉测量技术是当今深空探测中获取高精度导航信息的最重要的技术手段之一,克服了传统无线电测距与多普勒测速只对视线方向有效的缺陷,能获取航天器高精度的测角信息,已在国际上的深空探测任务中广泛应用.在我国的“嫦娥一号”与“嫦娥二号”飞行任务中,干涉测量技术对卫星的高精度定轨提供了有效的观测量信息.本文介绍了干涉测量的原理,并着重阐述了建立短基线干涉实验系统观测“嫦娥二号”卫星,采集卫星下行信号进行开环宽带相关处理的实验过程.实验结果获得了清晰的干涉条纹,得到了高精度的时延与时延率观测量,其中时延测量精度达到0.3ns.将精密轨道反推计算得到的时延与时延率与干涉测量相关处理得到的时延、时延率进行对比,结果表明时延率保持了较好一致性,时延保持了510ns较稳定误差,经分析此误差为系统链路误差.为消除系统误差影响,对干涉测量与轨道反推所得的时延、时延率进行前后时刻的差分计算,差分结果表明两种方法所得的时延差分一致性较好,时延差分残差的均值达到1ps量级,时延差分残差的标准差达到10ps量级.