基于同波束VLBI测量的月球交会对接轨道确定

我国探月工程三期"嫦娥五号"月球探测器(CE-5)将实现月球采样返回探测,月球交会对接是CE-5工程中的关键技术,CE-5任务中将采用地基无线电测距测速技术联合同波束VLBI测量技术实现对轨道器和上升器的联合测定轨,以支持月球交会对接过程特别是远程导引阶段的多探测器测控.本文分析了同波束VLBI测量数据在多探测器定轨中的应用,利用仿真数据分析了月球交会对接远程导引段的轨道器和上升器定轨精度,特别是两器间的相对定轨精度.选取的长弧和短弧定轨典型算例分析表明,利用10 ps精度的同波束VLBI数据,联合测距数据对轨道器和上升器定轨,可以达到1 m的相对定轨精度.     

“神舟6号”圆满完成载人航天飞行任务

北京时间10月12日上午9时，“神舟6号”飞船由“长征2F”火箭搭载，从酒泉卫星发射中心发射升空。这是我国在成功发射“神舟5号”载人飞船两年之后，再次成功发射载人飞船。费俊龙和聂海胜成为第二批进入太空的中国航天员。本期封面图片为费俊龙、聂海胜航天飞行返回着陆后受到搜救人员和媒体记者欢迎的场面，由赵建伟摄影并供稿。     

同波束VLBI在采样返回式多目标探测器精密测轨测位中的应用

同波束VLBI即用射电望远镜的主波束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误差为皮秒量级的差分相位时延．在月球卫星SELENE的两个小卫星Rstar和Vstar的测定轨中,利用40多分钟的同波束VLBI和测速测距数据数小时的短弧定轨精度已显著提高,而一年多的定轨结果表明弧长数天的长弧定轨精度已达10m左右,充分证明了同波束VLBI在多目标卫星精密测定轨中的作用．本文在介绍SELENE同波束VLBI观测、多普勒数据处理和定轨结果的基础上,以用于月球采样返回探测任务中的多目标探测器如轨道器、着陆器和返回器为例,给出各探测器搭载电波源的信标设计方案及设计原则,并分析S频段多频点同波束VLBI技术在轨道器和着陆器绕月飞行、着陆器月球软着陆、着陆器月球采样、返回器从月面上升、返回器多次变轨、特别是轨道器和返回器交会对接等各个测控段的高精度测定轨或测定位及月球重力场探测中的应用．     

我国已建立天地往返载人运输系统

<正>中国航天科技集团公司副总经理袁洁在6月29日神舟九号飞船成功返回后举行新闻发布会上表示,我国载人航天工程已经建立了完整的天地往返载人运输系统,为我国正在研制建设的载人空间站及其运营系统奠定了扎实基础。据了解,此前我国载人飞船仅是在太空飞行后返回,而"神九"任务中,地、空两端都有目标,建立了运输渠道。除运送航天员外,还把天宫一号里搭载的物品取回来,把新的实验品放进去,真正实现了天地往返运输。     

大国重器：神舟系列飞船

<正>神舟飞船是中国自行研制,具有完全自主知识产权,达到或优于国际第三代载人飞船技术的飞船。神舟号飞船是采用三舱一段,即由返回舱、轨道舱、推进舱和附加段构成,由13个分系统组成。神舟号飞船与国外第三代飞船相比,具有起点高、具备留轨利用能力等特点。神舟系列载人飞船由专门为其研制的长征二号F火箭发射升空,发射基地是酒泉卫星发射中心,回收地点在内蒙古中部的四子王旗航天着陆场。     

中国进入“飞天时代”

1999年1月4日,新华社播发了一篇不到400字的消息《我国将力争突破载人航天技术》:我国航天领域又传来一则喜讯,我国将跟踪世界航天技术发展前沿,力争在21世纪初突破载人航天技术。如今时隔两年,事情发展得异常迅速,新闻接踵而来。——1999年11月20,我国自行研制的"神舟"号飞船在酒泉卫星发射中心用新型长征运载火箭发射升空,21小时完成空间飞行试验之后,在内蒙古中部地区着陆,我国载人航天工程第一艘试验飞船飞行获得成功。 "神舟"号试验飞船首次发射升空并顺利返回,标志着中国在载人航天技术领域取得了重大突破。这次发射的主要目的是验证火箭、飞船总体设计的正确性和技术性能的可靠性,是一次技术试验。以后的试验会不断     

神八从容实现太空初吻

2011年11月3日凌晨,神舟八号与天宫一号首次空间交会对接试验圆满完成。至此,在短短的12年时间里,我国的载人航天工程完全自主地掌握了载人航天活动的全部三大基本技术,即载人航天器的成功发射和航天员安全返回技术、空间出舱活动技术以及空间交会对接技术。     

苏联:尖端技术的现状和问题

“军”“民”间的技术差距大苏联工业技术的显著特征是:航天军事部门的技术与民用部门的技术发展不平衡,二者之间的差距悬殊。苏联从1957年成功地发射人类第一颗人造卫星以来,连续创造了好几个“世界第一”,如发射到达月球的探测器,发射并回收载狗人造卫星,发射载人宇宙飞船等等。在阿波罗飞船登月成功和哥伦比亚号航天飞机试飞成功后,苏联在航天     

基于高/低轨监视平台的GEO卫星定轨精度比较

针对传统地基监视系统对地球同步轨道(GEO)卫星静地测量模式不利于获取其态势信息,而空间目标监视平台利用其快速轨道运动、增强观测几何强度和GEO卫星动力学模型的约束作用,有利于对GEO卫星环带的跟踪、监视和编目处理这一问题,分析了高、低轨平台与其观测模式,采用了数值微分法计算变分方程系数阵的定轨算法,统计了光学观测误差对定轨结果的影响.仿真计算表明,高、低轨平台对GEO卫星的定轨精度均在公里级,低轨平台对GEO卫星的定轨精度好于高轨监视平台,观测系统误差是定轨误差的主要来源.     

时事点评

中国：“神舟”圆我飞天梦，兴奋２００３．３去年12月30日，随着一声巨响，一枚长征二号F运载火箭带着“神舟”四号无人飞船在酒泉卫星发射中心成功升空，将飞船送入预定轨道。七天后，飞船的返回舱顺利回到地球。这表明，中国在载人火箭升空前的最后一次无人飞船试验圆满成功。中国人离飞天梦只有一步之遥，预示着中国可能成为继美俄之后第三个能够独立开展载人航天活动的国家。载人航天技术是一个国家综合国力和空间科技水平的一个重要标志，不仅能够更好地满足国家的安全需要，而且具有极大的民用价值，因此这一消息备受世界各国的关注…     

2012-36 科技期刊亮点

转发式站间差分卫星定轨法成功应用中国科学院国家授时中心杨颖等提出的"转发式卫星轨道测定方法"已成功应用于GEO卫星精密定轨,显著地提高了GEO卫星的定轨精度。基于"转发式卫星轨道测定方法",本研究提出一种新的转发式观测模式——"转发式站间差分"观测模式,该模式是对     

一种利用星敏感器的卫星自主定轨方法

研究了一种利用星敏感器的自主定轨方法，通过建立较为完善的仿真模型，包括卫星的姿态运动仿真以及对背景恒星的观测仿真等，进行了这种自主定轨方法的模拟计算，证实了该方法的可行性，并对星敏感器在星体坐标系中的取向与自主定轨精度的关系进行了理论和计算分析．     

天宫＆龙宫——神九上天与天官会合

2012年6月24日注定是个载入史册的日子,这一天中国载人航天工程和载人深潜双双实现新突破。 6月24日12时55分,神舟九号三位航天员成功驾驶飞船与天宫一号目标飞行器对接,这标志着中国成为世界上第三个完整掌握空间交会对接技术的国家。     

中国第一艘载人航天试验飞船发射升空

"神舟号"于北京时间20日晨6:30酒泉卫星发射中心发射升空,火箭飞行10分钟后,火箭与飞船分离,飞船按照计划驶入轨道。21日凌晨在内蒙古中部地区成功着陆。这是中国载人航天飞行史上的首次试验飞行,这次试飞的成功标致着我国航天事业迈出了重要的步伐。这次试飞的成功对我国全面突破和掌握载人航天技术具有重要意义,这是中国航天史上的重要的里程碑。中国国家主席江泽民亲自为这艘飞船命名为"神舟号"。这艘飞船是有中国航天科技集团所属的空间技术研究院、上海航天技术研究院为主研制的。载人航天技术是当今规模最大、技术最复杂的技术,从1961年4月人类     

转发式测距和直发式伪距的GEO卫星联合定轨

GEO卫星是区域卫星导航系统空间段的重要组成部分.仿真模拟表明,在星座组网运行时通过差分策略可消除卫星钟差,但对只有GEO在轨运行的单星模式需要引进其他测轨技术才可能获得高精度的GEO轨道和钟差信息.本文提出联合转发式测距和直发式伪距数据的GEO卫星联合定轨和钟差估计方案,克服了转发式跟踪站数量和测距数据有限的问题,实现了对直发式伪距跟踪站星地组合钟差的估计,并且保持了卫星星历与钟差的自洽性.利用我国区域跟踪网对GEO卫星的实测数据进行了联合定轨试验,开展了详细的误差协方差分析说明了转发式和直发式两种测轨技术的贡献,结果表明：转发式测距数据的定轨残差为0.203m,直发式伪距的定轨残差为0.408m.定轨弧段内激光外符视向精度为0.076m,预报2h激光外符视向精度为0.404m,星地钟差估计精度约为1.38ns.对于基于单个转发跟踪站的转发直发联合定轨,激光外符视向精度为0.280m,预报2h激光外符视向精度为0.888m,星地钟差估计精度约为1.55ns.相关指标满足了导航服务的需求.     

未来人类十大冒险任务

向这个红色星球发射载人飞船可以说是人类21世纪最伟大的冒险。在未来的时间里,如果能成功实现这一壮举,那也可以说是完成了人类几个世纪的梦想。更重要的是,成功登陆火星将大大推动世界各国其他航天项目的发展。     

“神舟”誉溢神州

今年4月1日,我国“神舟”三号无人飞船在太空绕地球运行了108圈,飞行了400多万公里后,在内蒙古成功着陆,顺利完成预定空间科学和技术实验任务。这标志着,我国载人航天工程第三次飞行试验取得了圆满成功。至此,我国已相继成功发射了三艘“神舟”飞船。特别具有意义的是,“神舟”三号在“神舟”二号的基础上完成了一次质的飞跃,其飞行试验的技术状态和将来载人飞行是一致的,这表明我国载人航天工程各系统建     

时事概览

神六飞天:新中国56载航天梦2005年10月12日9∶00整,我国的第二艘载人飞船“神舟”六号发射升空。“神舟”六号载人飞船在经过115小时33分钟的太空飞行并完成中国真正意义上有人参与的空间科学实验后,于17日凌晨4∶33,返回舱顺利着陆,航天员费俊龙、聂海胜安全返回。这既是我国空间技术实力的又一次大规模展示,也是中国载人航天“三步走”的又一个新起点。“神六”的“飞天”无可争议地奠定了中国成为世界第三航天大国的地位。中国未来的航天蓝图是:2010年前实现载人登月,继而建立包括永久性空间站在内的“地面——太空综合网”,将大型空间站…     

基于地基测量数据的地月L2点探测器轨道确定

CE-5T1是探月工程三期的先导探测器,主要用于验证嫦娥五号(CE-5)飞行过程和再入返回技术,为CE-5任务的顺利实施奠定基础.CE-5T1在执行完主任务之后,又飞向了地月平动点L2,并绕L2点飞行约40 d,是我国第一颗绕地月L2点飞行的探测器.本文利用地基测距测速和VLBI干涉测量数据,对CE-5T1绕L2点飞行期间的轨道进行了定轨计算并分析精度.轨道动力学特征决定了绕L2点飞行的探测器需要采用较长弧段数据以提高定轨精度,而由于不同类型测量数据和轨道之间的几何特征差异,VLBI系统误差对定轨精度的影响要远大于测距系统误差.分析结果表明,综合利用5–7 d的测距测速和VLBI数据,CE-5T1在L2点的定轨后位置和速度精度分别为百米和毫米每秒量级.相关分析结果可以为我国后续执行类似任务的探测器(如CE-4)提供参考.     

基于国家测绘局GPS连续运行参考站的定轨

为了解决采用地面GPS连续运行参考站进行高精度定轨问题,采用轨道积分方法,利用国家测绘局8个GPS连续运行参考站和9个中国周边IGS连续运行参考站,设计了多种天数的区域性定轨计算方案,研究了轨道确定的理论、步骤和参数设置规律.结果表明:3天轨道解的平均精度为0.19 m,5天轨道解的平均精度为O.21 m,7天轨道解的平均精度为O.28 m,3天解平均定轨精度最高,优于0.2 m,证明了并非随着地面数据天数的增加而精度随之增加,可以用最少的数据量获得最优的定轨结果.定轨试验计算的是区域性轨道,与全球轨道相比,存在一定的偏差.该成果对我国定轨研究特别是未来的广域增强系统轨道预测具有一定的指导意义和参考价值.