深空测控相位参考干涉测量技术
本书入选“中国深空测控技术丛书”系列。

作者:徐得珍、李海涛、周欢

丛书名:中国深空测控技术丛书

定价:69元

印次:1-1

ISBN:9787302703969

出版日期:2025.12.01

印刷日期:2025.12.23

图书责编:程洋

图书分类:学术专著

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"《深空测控相位参考干涉测量技术》重点围绕相位参考干涉这一新型的、超高精度的测量技术,介绍了该技术用于深空导航的主要优势,分析探讨了该技术的基本原理、影响因素、关键技术、数据处理和主要应用等。 《深空测控相位参考干涉测量技术》从无线电干涉测量技术的发展历程出发,由浅入深介绍相位参考干涉测量技术的由来、发展、应用和优劣;针对射电源和航天器的不同特点分别进行建模和分析,阐释相位参考的技术原理;针对相位参考干涉测量的主要影响因素逐一分析讨论,并结合我国干涉测量网开展精度评估;聚焦相位参考干涉测量的差分相位模糊度解算这一关键技术,深入阐述频率综合、多基线组合、地球自转综合等算法;着眼数据处理,系统介绍相位参考干涉测量的观测设计、理论时延计算、相关处理、相关后处理、成图等完整流程,以及结合国际开源数据处理软件进行系统构建的方法;综合介绍国内外近年来相位参考技术应用情况,特别是在我国嫦娥三号、嫦娥五号、天问一号等任务中的应用成果。 本书理论与实践并重,可供深空探测相关工程技术人员参考,也可作为射电天文、天体测量等专业院校与科研机构人员的参考读物。"

"徐得珍,北京跟踪与通信技术研究所助理研究员,CCSDS DDOR工作组成员,主要从事深空测控无线电测量技术研究。负责/为主完成深空测控深空基准、深空导航干涉测量、深空测控伪码测距(标准)、深空航天器在轨指向标定等多项科研项目研究。发表学术论文近30篇(SCI、EI收录13篇)、授权专利15项、获软著18项。李海涛,北京跟踪与通信技术研究所研究员,主要从事深空测控系统的顶层设计与技术研究工作,是我国深空测控系统的主要设计者之一。主持完成了多项深空测控关键技术研究,先后获得第十届中国青年科技奖、第十八届中国科协求是杰出青年奖、国家科技进步特等奖1项,国家技术发明二等奖1项等奖项。周欢,从事航天测控系统总体设计工作十余年,发表论文30余篇,申请专利20余项,承担多个国家及省部级课题项目,研究方向包括无线电测量、卫星测定轨等。"

前言 深空探测对航天器导航定位精度的追求是无止境的。无线电干涉测量能够获取深空航天器的天平面角位置,是深空导航定位的重要技术手段之一。无线电干涉测量起源于射电天文领域,用于深空航天器导航已有40多年的历史,其基本原理是利用两个相距遥远的测站同时或交替接收航天器和参考射电源信号,经过信号处理获得两个目标的差分时延,然后确定航天器的天球角位置。 相位参考干涉测量技术是近年来深空导航无线电干涉测量领域兴起的一项新技术,利用航天器常规下行信号解算差分相时延,利用差分相时延测量精度远高于差分群时延的特点来提高测角精度。2013年9月,美国国家航空航天局确认“旅行者1号”飞离太阳系,并利用美国国家射电天文台所属的甚长基线阵对其进行了观测,获得了“旅行者1号”目前最为精确的位置。这种高精度角度测量的方法就是相位参考干涉测量技术。 作为我国航天测控系统总体设计单位,北京跟踪与通信技术研究所组织深空测控科研团队,不断跟踪和研究国际深空测控通信技术,先后完成了我国深空测控网的顶层设计以及历次月球与深空探测任务的测控系统总体设计与任务实施,累积了深空测控系统设计与应用的初步经验。本书作者结合所在团队在相位参考干涉测量技术研究、试验和应用方面所取得的相关成果以及国外相关机构的技术成就,从测量模型、精度分析、定位算法、处理系统和技术验证等方面进行了较为全面的论述,试图从技术原理和工程应用方面为深空导航无线电干涉测量相关工程技术人员提供相对完整的技术参考。 由于作者学识和水平有限,书中难免有疏漏之处,诚请读者批评指正。 作者 2025年6月

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第1章绪论

1.1深空导航无线电跟踪测量概述

1.2深空航天器干涉测量技术发展

1.2.1国外技术发展

1.2.2国内技术发展

1.2.3技术局限与突破

1.3深空测控相位参考干涉测量技术现状

1.3.1国外深空导航验证情况

1.3.2关键技术研究现状

1.3.3国内相关基础

参考文献

第2章相位参考干涉测量原理

2.1无线电干涉测量基本原理与ΔDOR

2.1.1基本原理

2.1.2ΔDOR技术

2.2单频点载波信号干涉成图模型

2.3相位参考相对定位模型

2.3.1快速交替观测模式下的相位参考相对定位模型

2.3.2同波束观测模式下的相位参考相对定位模型

2.4模型关键参数分析

2.4.1轮询观测周期

2.4.2参考源角距

2.5本章小结

参考文献

第3章相位参考干涉测量相对定位精度分析

3.1航天器干涉成图质量评估

3.1.1UV覆盖的定义

3.1.2UV覆盖对成图质量的影响

3.2主要测量误差源分析

3.2.1信号测量热噪声

3.2.2设备相位抖动

3.2.3航天器频率漂移

3.2.4基线误差

3.2.5地球自转参数误差

3.2.6中性大气

3.2.7电离层

3.2.8太阳等离子体

3.3仿真计算

3.4本章小结

参考文献

第4章多基线组合解相位模糊

4.1多基线组合求解相位模糊算法

4.1.1确定航天器先验角位置

4.1.2求解短基线相位模糊

4.1.3迭代求解剩余基线相位模糊

4.2算法验证

4.3多基线组合求解相位模糊在我国的应用分析

4.4本章小结

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《深空测控相位参考干涉测量技术》面向深空测控超远距离、极弱信号条件下的高精度导航需求,围绕相位参考干涉测量这一高精度、高灵敏度的无线电跟踪测量技术,重点介绍了其深空导航应用情况和技术现状以及相关原理,并结合实际工程案例进行了介绍。


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