由于探测距离远,火星探测任务对干涉测量具有很强的精度需求。首先描述了相位参考甚长基线干涉测量(Very Long Baseline Interferometry,VLBI)原理,介绍了弧段内干涉相时延解模糊方法,阐述了弧段之间相互参考解算干涉相时延流程,给出了...由于探测距离远,火星探测任务对干涉测量具有很强的精度需求。首先描述了相位参考甚长基线干涉测量(Very Long Baseline Interferometry,VLBI)原理,介绍了弧段内干涉相时延解模糊方法,阐述了弧段之间相互参考解算干涉相时延流程,给出了测量误差分析,并利用中国佳木斯深空站、喀什深空站针对射电源对1633+38和1641+399开展了相位参考VLBI试验验证。结果表明,消除模糊度后,相位参考时延精度优于0.1ns。这为提高中国未来深空探测器角位置精度提供一种可行的技术途径。展开更多
针对传统甚长基线干涉测量(very long baseline interferometry,VLBI)并行处理方法存在逻辑复杂、数据存储和计算扩展性较差等缺点,基于MapReduce模型设计了一种VLBI观测数据相关的并行处理方法。该方法采用模型周期作为数据并行处理基...针对传统甚长基线干涉测量(very long baseline interferometry,VLBI)并行处理方法存在逻辑复杂、数据存储和计算扩展性较差等缺点,基于MapReduce模型设计了一种VLBI观测数据相关的并行处理方法。该方法采用模型周期作为数据并行处理基本单元,构建数据关联算法分割观测数据使各台站同一模型周期数据对齐到同一波前,设计实现数据相关计算的Map过程,使用Reduce对各模型周期结果进行综合处理以得到最终结果。实验结果表明:该方法在积分周期包含的模型周期数量大于节点CPU核数时性能比传统方式低25%左右,在积分周期包含的模型周期数量小于节点CPU核数时通常能提供更高的计算效率,并且能简化VLBI并行相关处理的复杂度,具有更好的数据存储和计算可扩展性。展开更多
鉴于我国深空测控网的深空干涉测量系统在探月三期再入返回飞行试验中首次正式执行任务,北京深空干涉测量中心组织佳木斯、喀什深空站对再入返回飞行试验器进行了高精度干涉测量。针对深空站天线无法短时交替观测射电源,从而无法进行干...鉴于我国深空测控网的深空干涉测量系统在探月三期再入返回飞行试验中首次正式执行任务,北京深空干涉测量中心组织佳木斯、喀什深空站对再入返回飞行试验器进行了高精度干涉测量。针对深空站天线无法短时交替观测射电源,从而无法进行干涉测量系统差标校的问题,利用基于稀疏标校数据平滑内插、高精度钟差建模、环境参数时延补偿的数据综合处理策略,实现了干涉测量系统差高精度标校。利用飞行试验器VLBI(Very Long Baseline Interferometry,甚长基线干涉测量)信标下行信号进行干涉测量获取时延观测量,用于飞行试验器联合定轨。联合定轨残差结果表明,深空网干涉测量时延测量精度在1ns水平,对应约100nrad测角精度,可以为飞行试验器精密定轨提供高精度测量数据支持。展开更多
用于深空测控任务的干涉测量天线的高精度站址测量对于深空航天器的高精度导航具有重要意义。为此,结合国内外对干涉测量天线高精度站址测量技术的研究、试验及成果,对2种站址测量方法——测地VLBI(Very Long Baseline Interferometry,...用于深空测控任务的干涉测量天线的高精度站址测量对于深空航天器的高精度导航具有重要意义。为此,结合国内外对干涉测量天线高精度站址测量技术的研究、试验及成果,对2种站址测量方法——测地VLBI(Very Long Baseline Interferometry,甚长基线干涉测量)方法和归心测量方法的原理、现状进行了总结与比较:测地VLBI方法最为直接有效,且测量精度高;归心测量方法能反映参考点的本地变化,可提供站址初值,且便于连续监测;2种方法优势互补。在此基础上,对高精度站址测量技术未来的发展方向进行了展望。该领域技术的发展现状对我国深空测控网的后续建设具有重要的借鉴意义。展开更多
G/T是天线的一项重要技术指标,在综合考虑测地VLBI(Very Long Baseline Interferometry,甚长基线干涉测量)和航天器VLBI观测两者需求的基础上,提出了深空干涉测量天线的G/T指标设计方法。首先根据射电源的空间分布以及流量密度特性,确...G/T是天线的一项重要技术指标,在综合考虑测地VLBI(Very Long Baseline Interferometry,甚长基线干涉测量)和航天器VLBI观测两者需求的基础上,提出了深空干涉测量天线的G/T指标设计方法。首先根据射电源的空间分布以及流量密度特性,确定了测地VLBI和航天器VLBI观测模式下射电源流量密度的要求。在此基础上建立了2种观测模式下时延误差与深空干涉测量天线G/T之间的关系模型。最后参考目前国际国内测地VLBI观测中的通用参数设置以及月球探测任务中航天器VLBI观测的参数设置,对不同观测任务、不同观测模式下的G/T要求进行仿真分析。综合测地VLBI和航天器VLBI观测仿真分析的结果,S频段G/T建议不小于32dB/K,X频段G/T建议不小于43dB/K。仿真分析结果可以作为后续深空干涉测量天线G/T设计的参考。展开更多
干涉测量数据格式不兼容限制了不同机构间的交互支持能力,难以充分发挥甚长基线干涉测量(very long baseline interferometry,VLBI)的技术潜能。基于RDEF(raw data exchange format)标准研究了干涉测量数据格式的实现方法,给出了数据编...干涉测量数据格式不兼容限制了不同机构间的交互支持能力,难以充分发挥甚长基线干涉测量(very long baseline interferometry,VLBI)的技术潜能。基于RDEF(raw data exchange format)标准研究了干涉测量数据格式的实现方法,给出了数据编帧和数据传输2个关键模块的实现方案。实验结果表明,该方法能够实现干涉测量数据的实时编帧和存储,格式符合RDEF标准。该方法已应用于我国新建深空站中的干涉测量数字终端系统中,提高了我国新建深空站参与国际合作的能力。展开更多
联合甚长基线干涉测量(very long baseline interferometry,VLBI)时延数据与转发式(orbit determination by transfer tracking,ODTT)测距数据能够有效提高地球静止轨道(geostationary earth orbit,GEO)卫星定轨精度。参照位置精度衰减...联合甚长基线干涉测量(very long baseline interferometry,VLBI)时延数据与转发式(orbit determination by transfer tracking,ODTT)测距数据能够有效提高地球静止轨道(geostationary earth orbit,GEO)卫星定轨精度。参照位置精度衰减因子(position dilution of precision,PDOP)的改变,研究不同VLBI基线时延数据与转发式测距数据的联合对GEO卫星定轨精度的改善,可为特定条件下联合观测时VLBI基线的最优选择提供参考。基于中国科学院国家授时中心宽带VLBI系统和转发式测轨系统的实测数据,开展中星12号GEO卫星的定轨试验。试验结果表明定轨精度的提高与PDOP的降低成正相关。相比于转发式单独定轨,联合VLBI系统中的喀什—三亚基线,PDOP降低了3.00,定轨精度提高了11.48%;联合VLBI系统中的吉林—喀什基线,PDOP降低了3.38,定轨精度提高了14.73%;联合VLBI系统中的吉林—三亚基线,PDOP降低了6.90,定轨精度提高了19.75%;联合VLBI系统中的吉林—三亚和吉林—喀什两条基线,PDOP降低了9.94,定轨精度提高了27.23%。展开更多
文摘由于探测距离远,火星探测任务对干涉测量具有很强的精度需求。首先描述了相位参考甚长基线干涉测量(Very Long Baseline Interferometry,VLBI)原理,介绍了弧段内干涉相时延解模糊方法,阐述了弧段之间相互参考解算干涉相时延流程,给出了测量误差分析,并利用中国佳木斯深空站、喀什深空站针对射电源对1633+38和1641+399开展了相位参考VLBI试验验证。结果表明,消除模糊度后,相位参考时延精度优于0.1ns。这为提高中国未来深空探测器角位置精度提供一种可行的技术途径。
文摘针对传统甚长基线干涉测量(very long baseline interferometry,VLBI)并行处理方法存在逻辑复杂、数据存储和计算扩展性较差等缺点,基于MapReduce模型设计了一种VLBI观测数据相关的并行处理方法。该方法采用模型周期作为数据并行处理基本单元,构建数据关联算法分割观测数据使各台站同一模型周期数据对齐到同一波前,设计实现数据相关计算的Map过程,使用Reduce对各模型周期结果进行综合处理以得到最终结果。实验结果表明:该方法在积分周期包含的模型周期数量大于节点CPU核数时性能比传统方式低25%左右,在积分周期包含的模型周期数量小于节点CPU核数时通常能提供更高的计算效率,并且能简化VLBI并行相关处理的复杂度,具有更好的数据存储和计算可扩展性。
文摘鉴于我国深空测控网的深空干涉测量系统在探月三期再入返回飞行试验中首次正式执行任务,北京深空干涉测量中心组织佳木斯、喀什深空站对再入返回飞行试验器进行了高精度干涉测量。针对深空站天线无法短时交替观测射电源,从而无法进行干涉测量系统差标校的问题,利用基于稀疏标校数据平滑内插、高精度钟差建模、环境参数时延补偿的数据综合处理策略,实现了干涉测量系统差高精度标校。利用飞行试验器VLBI(Very Long Baseline Interferometry,甚长基线干涉测量)信标下行信号进行干涉测量获取时延观测量,用于飞行试验器联合定轨。联合定轨残差结果表明,深空网干涉测量时延测量精度在1ns水平,对应约100nrad测角精度,可以为飞行试验器精密定轨提供高精度测量数据支持。
文摘用于深空测控任务的干涉测量天线的高精度站址测量对于深空航天器的高精度导航具有重要意义。为此,结合国内外对干涉测量天线高精度站址测量技术的研究、试验及成果,对2种站址测量方法——测地VLBI(Very Long Baseline Interferometry,甚长基线干涉测量)方法和归心测量方法的原理、现状进行了总结与比较:测地VLBI方法最为直接有效,且测量精度高;归心测量方法能反映参考点的本地变化,可提供站址初值,且便于连续监测;2种方法优势互补。在此基础上,对高精度站址测量技术未来的发展方向进行了展望。该领域技术的发展现状对我国深空测控网的后续建设具有重要的借鉴意义。
文摘G/T是天线的一项重要技术指标,在综合考虑测地VLBI(Very Long Baseline Interferometry,甚长基线干涉测量)和航天器VLBI观测两者需求的基础上,提出了深空干涉测量天线的G/T指标设计方法。首先根据射电源的空间分布以及流量密度特性,确定了测地VLBI和航天器VLBI观测模式下射电源流量密度的要求。在此基础上建立了2种观测模式下时延误差与深空干涉测量天线G/T之间的关系模型。最后参考目前国际国内测地VLBI观测中的通用参数设置以及月球探测任务中航天器VLBI观测的参数设置,对不同观测任务、不同观测模式下的G/T要求进行仿真分析。综合测地VLBI和航天器VLBI观测仿真分析的结果,S频段G/T建议不小于32dB/K,X频段G/T建议不小于43dB/K。仿真分析结果可以作为后续深空干涉测量天线G/T设计的参考。
文摘干涉测量数据格式不兼容限制了不同机构间的交互支持能力,难以充分发挥甚长基线干涉测量(very long baseline interferometry,VLBI)的技术潜能。基于RDEF(raw data exchange format)标准研究了干涉测量数据格式的实现方法,给出了数据编帧和数据传输2个关键模块的实现方案。实验结果表明,该方法能够实现干涉测量数据的实时编帧和存储,格式符合RDEF标准。该方法已应用于我国新建深空站中的干涉测量数字终端系统中,提高了我国新建深空站参与国际合作的能力。
文摘联合甚长基线干涉测量(very long baseline interferometry,VLBI)时延数据与转发式(orbit determination by transfer tracking,ODTT)测距数据能够有效提高地球静止轨道(geostationary earth orbit,GEO)卫星定轨精度。参照位置精度衰减因子(position dilution of precision,PDOP)的改变,研究不同VLBI基线时延数据与转发式测距数据的联合对GEO卫星定轨精度的改善,可为特定条件下联合观测时VLBI基线的最优选择提供参考。基于中国科学院国家授时中心宽带VLBI系统和转发式测轨系统的实测数据,开展中星12号GEO卫星的定轨试验。试验结果表明定轨精度的提高与PDOP的降低成正相关。相比于转发式单独定轨,联合VLBI系统中的喀什—三亚基线,PDOP降低了3.00,定轨精度提高了11.48%;联合VLBI系统中的吉林—喀什基线,PDOP降低了3.38,定轨精度提高了14.73%;联合VLBI系统中的吉林—三亚基线,PDOP降低了6.90,定轨精度提高了19.75%;联合VLBI系统中的吉林—三亚和吉林—喀什两条基线,PDOP降低了9.94,定轨精度提高了27.23%。
