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“嫦娥4號”中繼星開環測速方案設計與試驗驗證
陳略; 謝劍鋒; 韓松濤; 曹建峰; 平勁松 北京航天飛行控制中心; 北京100094; 中國科學院國家天文臺; 北京100012; 中國科學院新疆天文臺; 烏魯木齊830011
關鍵詞：深空探測器 測速 多普勒 精度 嫦娥4號中繼星
摘要：針對深空探測器軌道測量任務高精度測速需求,提出了一種開環測速方案。首先,采用窄帶模式對深空探測器下行信號進行采集記錄,利用傅里葉變換+線性調頻Z變換+本地重構相關聯合信號處理方法,對探測器主載波信號進行處理,自適應提取探測器主載波頻率;然后,基于主載波頻率獲取反映探測器相對于測站速度運動關系的多普勒頻率,并評估多普勒頻率的隨機噪聲水平;最后,將基于本文的多普勒頻率與深空站測速基帶多普勒頻率、累積載波相位測速多普勒頻率進行比對,并將3種多普勒頻率輸入探測器聯合定軌程序,進一步評估本方案獲取的多普勒測速絕對精度。基于“嫦娥4號”中繼星在軌實測試驗數據分析表明:所獲得的多普勒頻率提取精度為10mHz,優于深空站基帶測速多普勒頻率與累積載波相位測速多普勒頻率精度;聯合定軌表明:多普勒測速絕對精度為0.2mm/s,有效驗證了深空開環測速技術,為后續深空探測器軌道聯合測量系統研制奠定了技術基礎。
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