日本SELENE月球探测计划和卫星间多普勒跟踪的数学模型

日本月球探测计划（ＳＥＬＥＮＥ）定于２００４年夏季利用ＨＩＩａ火箭发射一组共３颗绕月人造卫星。他们是主卫星、跟踪中继卫星和空间ＶＬＢＩ电波源。其主要科学目标之一是利用对绕月卫星的多普勒跟踪数据精确测定月球重力场，研究月球的起源与演化。ＳＥＬＥＮＥ计划中实现这个科学目标的关键技术是引入中继卫星，目的在于当处于低轨道的主卫星飞行到月球背面地面观测站无法观测时，采用卫星间跟踪方法（ＳＳＴ），建立地面站与主卫星之间的联系，以得到月球背面重力场的直接测量数据。介绍了几种典型的四程卫星间多普勒跟踪模式和相应的数学模型，并针对ＳＥＬＥＮＥ计划中采用的特殊四程多普勒跟踪模式建立了卫星相对观测站速度与跟踪信号多普勒频移之间的转换关系。提出了利用 ＧＥＯＤＹＮ ＩＩ定轨分析软件处理ＳＥＬＥＮＥ多普勒跟踪数据的流程。

乌鲁木齐天文站在月球探测同波束干涉测量中的作用

首先简要介绍同波束干涉测量技术,随后叙述中国科学院国家天文台乌鲁木齐天文站在2008年成功完成了约200 h日本月球卫星SELENE同波束较差甚长基线干涉测量,并阐述乌站在此次VLBI中的作用。给出利用SELENE的观测数据,分析、解算出乌站25 m天线与日本VERA网相关台站基线Rstar、Vstar的S1、S2、S3、X频段的较差相关相位、较差相关相位残差,以及对各频段的较差相关相位、较差相关相位残差比对,最后获得较差相位时延。结果显示,同波束甚长基线干涉测量比传统VLBI观测得到的群时延精度提高了1～2个量级。

今后几年的月球探测和月球科学

近年来月球探测已经进入了一个全新的时代。特别是 1 990年以来 ,多个月球探测计划已经被成功实现 ,而且另外还有多个探测计划也在准备当中 ,并将在未来的几年内发射升空。在这种背景之下 ,中国的航天机构和有关的科学家也开始积极酝酿和开发自己的月球探测计划。这些月球探测计划将利用卫星上搭载的各种仪器探测和测量月球的地质和地理特性、化学成分和矿物组成、月球物理学特征以及包含地球大气在内的地月空间环境和行星际空间环境 ;进一步研究月球的起源和演化 ,探明月面环境 ,研究太阳等离子体物理 ,提供月面天文台和月面长期科研基地的候选地址 ,调查月球上的可利用资源 ,为将来开发月球提供充实的背景资料。参与新一轮的月球探测同样也为中国天文学研究带来了新的机会。

利用空间测地技术结果估计地球平均下地幔粘性(英)

基于IEC－4G冰期后地壳反弹模型，和地球上Laurentia，Fennoscandia，Antarctica，andGreenland四大冰盖最近21000年以来的冰融参数，计算了对地球最大主转动惯量的影响△I33，并进而由现代空间测地技术观测资料分析得到的地球自转非潮汐加速项为约束，估计了地球平均下地幔（670km以下）粘性vLM为（0．9～2．5）·1022Pas，这个结果表明了vLM应具有1022Pas量级．

航天器的稳定自旋对双程多普勒追踪测量的影响(英文)

多普勒追踪是航天器测量的主要手段之一 .在通过对绕月轨道器轨道变化的观测来精确测定月球引力场球协函数高阶项的研究中 ,要求在数十秒采样间隔内测得的多普勒频率漂移精度要达到 1MHz.然而 ,由于采用了自转稳定姿态控制模式 ,航天器的旋转会对多普勒测量产生影响 .

F一种从航天器VLBI观测记录中获取航天器速度信息的方法(英文)

介绍一种从对航天器的VLBI原始电压观测记录中提取多普勒频移量的方法 ,并用于对lunarprospector的较差VLBI观测记录的分析中 .同时得到航天器的VLBI和多普勒观测数据 。

月球探测SELENE的科学成果

日本探月卫星SELENE(KAGUYA)携带了14种仪器设备用于对月球进行多方面的测量,其中的3种设备用于对月球进行大地测量观测.这包括两个子卫星和一台激光高度计测量设备.这些设备所获得的科学成果主要包括:利用多普勒和同波束VLBI测量得到了精度为10m的精密轨道确定结果;利用四程多普勒测量首次获得了月球背面精确的重力场;首次获得了纬度高于86°区域的月面地形图;通过使用月球全球地形信息与月球全球重力场信息得到了全球重力异常分布图;获得了月壳厚度全球分布图以及月球南北极区光照率图.这些成果的取得进一步加深了人类对于月球的认识.