數(shù)據(jù)分析表明我國嫦娥三號月球探測器多普勒測速數(shù)據(jù)存在周期性系統(tǒng)差.根據(jù)多普勒測速模型和軌道信息,輔助多普勒測速信息含量分析,推導(dǎo)出周期性系統(tǒng)差產(chǎn)生的原因是測量數(shù)據(jù)的時標(biāo)存在偏差,進而提出了自校準(zhǔn)和差分統(tǒng)計校準(zhǔn)兩種補償時標(biāo)偏差的方法.計算結(jié)果表明,兩種方法計算的嫦娥三號多普勒測速數(shù)據(jù)時標(biāo)偏差一致.補償時標(biāo)偏差后,多普勒測速數(shù)據(jù)殘差均方根(RMS)從1.5 cm/s降低到0.3 mm/s,無明顯周期性系統(tǒng)差.以測距和甚長基線干涉(VLBI)測量數(shù)據(jù)聯(lián)合定軌的結(jié)果為基準(zhǔn),利用時標(biāo)偏差補償后的多普勒測速數(shù)據(jù)聯(lián)合VLBI測量數(shù)據(jù)進行定軌,其精度與基準(zhǔn)軌道精度一致,位置偏差僅為2.5 m;利用時標(biāo)偏差補償后的多普勒測速數(shù)據(jù)聯(lián)合測距數(shù)據(jù)進行定軌,與基準(zhǔn)軌道的位置偏差為25 m;單獨利用時標(biāo)偏差補償后的多普勒測速數(shù)據(jù)進行定軌,與基準(zhǔn)軌道的位置偏差為200 m.

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【部分圖文】：

圖1采用測距、多普勒測速和VLBI測量數(shù)據(jù)定軌后,測距和多普勒測速數(shù)據(jù)殘差

(7)解算的狀態(tài)參數(shù)主要包括定軌歷元時刻CE-3探測器的位置和速度.考慮到不同測站不同跟蹤弧段測距數(shù)據(jù)存在不同的系統(tǒng)差和不同時段太陽輻射壓系數(shù)的變化,解算參數(shù)還包括分站分弧段的測距系統(tǒng)差和分段的太陽輻射壓系數(shù).此外,還采用分段解算RTN(徑向、橫向和法向)方向的經(jīng)驗加速度的模式....

圖3采用測距數(shù)據(jù)和時標(biāo)偏差校準(zhǔn)后的多普勒測速數(shù)據(jù)進行定軌后,測距和多普勒測速數(shù)據(jù)殘差

考慮到CE-3探測器實測多普勒測速數(shù)據(jù)的res量級為2cm/s,而res的量級為1mm/s,¨ρo的量級達到1m/s2,那么,根據(jù)式(8),忽略res項,計算每個測量時刻的?tn近似值:圖4環(huán)月段深空站多普勒測速數(shù)據(jù)差分結(jié)果和計算的時標(biāo)偏差值

圖5佳木斯和喀什深空站多普勒測速數(shù)據(jù)差分統(tǒng)計校準(zhǔn)時標(biāo)偏差QQ圖

將CE-3探測器的實測多普勒測速數(shù)據(jù)進行時標(biāo)修正后,聯(lián)合VLBI數(shù)據(jù)定軌,其結(jié)果和基準(zhǔn)軌道的位置偏差為2.5m,速度偏差為0.1cm/s;聯(lián)合測距數(shù)據(jù)定軌,其結(jié)果和基準(zhǔn)軌道的位置偏差約為25m,速度偏差約為2.3cm/s.這兩種情況下,多普勒測速數(shù)據(jù)定軌后殘差RMS約為0....

圖6時標(biāo)偏差修正后的多普勒測速數(shù)據(jù)單獨定軌殘差

多普勒測速是傳統(tǒng)的高精度地基測量方式,不僅可以為月球和深空探測器提供地基測量與導(dǎo)航支持,也可以開展無線電科學(xué)研究.本文針對我國深空站實測的CE-3月球探測器多普勒測速數(shù)據(jù)中存在的問題,開展詳細分析,首先,從多普勒測速的測量模型和殘差定義出發(fā),利用多普勒測速數(shù)據(jù)進行定軌并找出殘差中....

本文編號：3995357