地球物理大地测量国家测绘地理信息局重点实验室

当前位置: 主页 > 科学研究 > 代表性研究成果 >

代表性研究成果

空间与深空大地测量的研究成果及推广应用

时间:2014-01-19 23:24 来源:未知 作者:admin 点击:

系统深入地研究了深空探测数据用于月球探测器、火星探测器的精密定位和空间大地测量及深空大地测量研究的模型、理沦、方法和关键技术,形成了从奔月段到环月段、月面行进段和环火段的探测器精密定位和参考系连接数精化的理论方法和技术体系。率先在我国研制了“较差VLBI/空间VLBI用于空间/深空大地测量的数据处理软件”、“基于ΔDOR观测量的月球探测器奔月段数据处理软件”、“基于FBI技术和Kalman滤波的月面目标行进轨迹实时相对测定软件”和“基于X射线脉冲星的环火探测器自主导航定位软件”等4套有自主知识产权的软件系统。成果克服了所探测器定位精度依赖于参考系统连接参数的预报值精度和原动力学定轨模型精度的缺陷,解决了因探测器轨道设计和测控网分布设计所引起的定位观测效率低、几何定位精度低和因参考系连接参数预报精度导致的探测器定位精度低等问题,为地球卫星、月球探测器、火星等星星探测器的高精度定位导航和大地测量研究提供了有效的技术。

三大特色研究方向及技术特点:

1.  基于较差VLBI和空间VLBI技术VLBI观测数据的“嫦娥一号”精密定轨研究:

  • 同时估计参考系连接参数和探测器位置;
  • 探测器定位精度不受参考系连接参数先验精度约束;

2.  月球车动态相对定位的研究

  • 应用同波束VLBI(FBI)技术进行月球车和着陆器相对定位;
  • 定位参数消除了与探测器、信号空间传播和地面测站有关的误差;
  • 分别利用卡尔曼滤波和最小二乘方法的参数估计方法,比较了效果;

3.  环火探测器自主导航定位研究

  • 基于X射线脉冲星的观测量,用表面积很小的天线就能加以探测,能够有效减少探测器质量,X射线脉冲星在X射线波段很容易辨识,测量精度高;
  • X射线脉冲星在各天区分布均匀,为空间不同地点的飞行器自主导航提供支持;免除了地面深空测控网(DSN)对航天器跟踪测量所带来的附件要求;
  • 利用自适应Kalman滤波方法解算环火探测器的轨道参数,解决了深空探测中新观测量来的慢所造成的定位效率低和精度低等问题

软件功能及性能指标:

软件系列能够进行从奔月段到环月段、月面行进段和环火段的探测器精密定位和参考系连接数精化的数据处理,界面友好,操作简单,自动化程度高,处理速度快,解算精度高。

精度指标:

  •  “嫦娥一号”探测器轨道参数和EOP共同解算,探测器定轨精度的整体水平为几百米,部分弧段最优可达百米以内,优于“嫦娥一号” 1-2Km的工程定轨精度;EOP解算精度达到或优于IERS公布的精度水平。
  • 分别利用卡尔曼滤波算法和最小二乘算法对月球车进行FBI相对定位,月球车相对位置精度要比在相同条件下利用最小二乘获得的月球车相对位置精度好65%。
  • 基于X射线脉冲星观测的环火探测器自主导航定位精度在1Km以内。 

成果推广应用情况

成果已在月球二期探测计划和我国“萤火一号”火星探测计划的深空探测器精密定位中得到参考和应用。通过发表67篇教学和科研论文,来促进研究成果的参考、引用、传播和推广,被SCI、EI、ISTP三大检索源检索了35篇,被引用了200余次。

上一篇:GNSS/SINS 组合测量数据处理

下一篇:西龙池电站上水库表面变形GNSS自动化监测系统