CE5T拓展试验轨道精度分析

针对嫦娥5T服务舱(CE5T)拓展试验中的绕地大椭圆轨道,分析了轨道动力学演化趋势,通过测轨数据类型组合策略分析了统一S频段测量(USB)和甚长基线干涉测量(VLBI)在定轨中的贡献,得到了百米级的精密定轨精度;针对地月第二平动点(L2)绕飞轨道,分析了地心和月心积分的轨道动力学差异,制定了精密定轨的参数求解策略,得到了百米级的精密定轨精度;针对月球交会对接轨道的特点,选取三种不同的重力场模型定轨,比较了三者在轨道预报和数据拟合的差异,并与嫦娥3号(CE3)环月轨道的定轨精度进行比对,验证了不同重力场的适用范围,从计算精度和效率两方面制定了优化的定轨策略。

航天器姿轨控始末时刻的动力学标定方法

航天器姿控和轨控始末时刻的精确标定,是精确模制机动过程的基础。本文针对传统χ2检验法对模型小异常不敏感,提出了移动窗口的多步检测量和双检验因子,通过调节高、低置信因子的大小,提高检验量敏感性的同时,可保证检验结果的可靠性,从而实现航天器姿控开始时刻的精确标定。通过建立线性姿控力和平均化的轨控推力,对姿控和轨控过程进行概略补偿,标定轨控始末时刻,实现姿控、轨控和巡航过程的剥离。本文以CE-1第3次近月轨道机动为例,采用国内VLBI网的监测数据,验证了该方法对姿控轨控始末时刻的在线标定。

动态双目标VLBI软件相关处理技术研究

本文介绍了应用于中国VLBI网软件相关处理机(CVNScorr)的动态双目标VLBI相关处理技术.嫦娥五号(CE-5)实现了我国首次对地外天体的采样返回,测控目标多、技术难度大.在交会对接过程中,需采用实时同波束VLBI技术完成对轨道器、上升器两个动态目标的高精度测轨, CVNScorr需具备2个相位中心同时处理能力.由于在交会对接、近月制动、动力下降、月面起飞等特殊动力飞行段,预报轨道精度不高,无法获得VLBI高精度时延模型,若采用常规VLBI数据处理方法,无法获取干涉条纹.因此, VLBI相关处理机增加了实时双目标条纹搜索与时延模型重构功能. CVNScorr采用FX型软件相关处理机原理,具备双目标相关处理模块和多信标条纹搜索及时延模型重构功能,可利用测控信号特点,自动搜索多个信标,同时获取两个目标的时延值,重构高精度的时延模型. CVNScorr运行于CPU+GPU混合并行集群平台,利用MPI和GPU等技术实现并行计算,在CE-5任务中实现了中国VLBI网4站双目标实时数据相关处理,并具有6站双目标数据事后处理能力.实时数据率达到128 Mbps/站,VLBI时延精度达到0.4 ns,实时性优于25 s.