基于CE-3的无线电测月研究

唐歌实; 曹建峰; 韩松涛; 胡松杰; 任天鹏; 陈略; 孙靖; 王美; 李羿霏; 李黎

doi:10.15982/j.issn.2095-7777.2014.03.013

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天文导航技术专题征稿函

基于CE-3的无线电测月研究

唐歌实, 曹建峰, 韩松涛, 胡松杰, 任天鹏, 陈略, 孙靖, 王美, 李羿霏, 李黎

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唐歌实, 曹建峰, 韩松涛, 胡松杰, 任天鹏, 陈略, 孙靖, 王美, 李羿霏, 李黎. 基于CE-3的无线电测月研究[J]. 深空探测学报(中英文）, 2014, 1(3): 236-240. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2014.03.013

引用本文:

TANG Geshi, CAO Jianfeng, HAN Songtao, Hu Songjie, REN tianpeng, CHEN lue, SUN Jing, WANG Mei, LI Yifei, LI Li. Research on Lunar Radio Measurement on Chang’e-3[J]. Journal of Deep Space Exploration, 2014, 1(3): 236-240. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2014.03.013

Citation:

TANG Geshi, CAO Jianfeng, HAN Songtao, Hu Songjie, REN tianpeng, CHEN lue, SUN Jing, WANG Mei, LI Yifei, LI Li. Research on Lunar Radio Measurement on Chang’e-3[J]. Journal of Deep Space Exploration, 2014, 1(3): 236-240. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2014.03.013

基于CE-3的无线电测月研究

doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2014.03.013

北京航天飞行控制中心航天飞行动力学技术重点实验室

基金项目: 国家自然科学基金(61401014)

Research on Lunar Radio Measurement on Chang’e-3

National Key Laboratory of Science and Technology on Aerospace Flight Dynamic,Beijing Aerospace Control Center

摘要: CE-3号探测器于2013年12月14日成功着陆于月表虹湾区,在预期1年的生存期内,着陆器能够相干转发下行X波段信号。基于这些信号,地面测控天线以及VLBI(verylongbaselineinterferometry,甚长基线干涉测量)天线能够进行距离、速度、载波相位、VLBI时延以及时延率的测量。传统的激光测月技术只能提供距离测量信息,无线电测月技术能够同时提供更丰富的观测量类型,有可能获取优于激光测月技术的科学成果。为了分析LRM(lunarradiomeasurement,无线电测月)可能的贡献,MEKAS(MoonEarthkinematicalanalysissoftware)软件用于支撑无线电测月的数据分析处理,其能够模拟全部观测量类型,具备协方差分析以及CE-3着陆器定位、测站坐标解算等功能。模拟分析表明无线电测月技术在地月球科学方面具有广阔的应用前景。
- 嫦娥3号 /
- 玉兔号月球车 /
- X波段转发器 /
- 无线电测月
Abstract: After the successful launch on December 2, 2013, Chang’e-3 performed soft landing on lunar surface on December 14, which is designed to stand in place for more than 1 year, and it can transmit X-band signals when the transponder is switched on. With the signals, ranging, Doppler, carrier phase, VLBI delay and delay rate can be acquired from ground TT&C antennas and VLBI antennas. These techniques can be called Lunar Radio Measurement (LRM) collectively. By LRM technique, more rich observations can be acquired nearly at the same time, so it could be more effective in contributing to space geodesy than LLR（lunar Laser Ranging）which only provides ranging observation. To analyze the LRM technique, MEKAS (Moon Earth Kinematical Analysis Software) is developed, which can simulate all kinds of observations mentioned above, carry out covariance analysis and determine the parameters including CE-3 position on the lunar surface, ground site coordinates UT1, EOP and love number. Simulation results show that LRM technique has wide prospects in earth and lunar science.
- Chang’e-3 /
- Yutu Rover /
- X-band transponder /
- lunar radio measurement

[1]	王赤, 李磊, 张爱兵, 张珅毅, 侯东辉, 徐子贡, 谢良海, 王慧姿, 罗朋威, 郭静楠, 史全岐, 张小平. 月表太阳风和粒子辐射环境—“嫦娥四号”观测新结果 . 深空探测学报(中英文）, 2022, 9(3): 239-249. doi: 10.15982/j.issn.2096-9287.2022.20220020
[2]	李海涛, 程承, 黄磊, 陈少伍, 李宇波, 强立, 康凯. “嫦娥五号”发射及入轨段X频段测控任务设计 . 深空探测学报(中英文）, 2022, 9(2): 183-190. doi: 10.15982/j.issn.2096-9287.2022.20210099
[3]	刘志强, 赵晨, 曹彦, 陈建岳, 杨敏, 李天义. “嫦娥五号”轨道器供配电系统高比能设计 . 深空探测学报(中英文）, 2021, 8(3): 237-243. doi: 10.15982/j.issn.2096-9287.2021.20210007
[4]	李轶, 黎藜, 郭明姝, 王同磊, 张国峰, 李晓锋. “嫦娥五号”探测器GNC应用软件高可信研制技术 . 深空探测学报(中英文）, 2021, 8(3): 244-251. doi: 10.15982/j.issn.2096-9287.2021.20200065
[5]	周昌义, 王赤, 李慧军, 孙辉先, 江源源, 何志平, 周斌, 杨建峰, 周维佳, 胡永富, 范开春, 徐欣锋, 周晴, 王雷, 张宝明. “嫦娥五号”探测器有效载荷分系统设计 . 深空探测学报(中英文）, 2021, 8(3): 290-298. doi: 10.15982/j.issn.2096-9287.2021.20200050
[6]	胡晓东, 张宽, 谢圆, 张辉, 卢皓, 刘传凯, 陈翔, 赵焕洲, 谢剑锋. “嫦娥五号”月面采样机械臂路径规划 . 深空探测学报(中英文）, 2021, 8(6): 564-571. doi: 10.15982/j.issn.2096-9287.2021.20210095
[7]	张宽, 卢皓, 李立春, 于天一, 张辉, 谢剑锋. “玉兔二号”复杂月背环境休眠与唤醒控制方法 . 深空探测学报(中英文）, 2021, 8(6): 555-563. doi: 10.15982/j.issn.2096-9287.2021.20210054
[8]	王广利, 洪晓瑜, 刘庆会, 李斌, 马军, 苏彦, 郝龙飞. “嫦娥4号”高精度VLBI测轨技术 . 深空探测学报(中英文）, 2020, 7(4): 332-339. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2020.20200026
[9]	王馨悦, 张爱兵, 荆涛, 孔令高, 张珅毅. 近月空间带电粒子环境——“嫦娥1号”“嫦娥2号”观测结果 . 深空探测学报(中英文）, 2019, 6(2): 119-126. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2019.02.002
[10]	路伟涛, 谢剑锋, 任天鹏, 韩松涛. 一种基于探测器下行信号融合处理的无线电干涉测量方法 . 深空探测学报(中英文）, 2019, 6(3): 225-231. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2019.03.004
[11]	黄倩, 王太茂, 赵健楠, 孟治国. “嫦娥4号”月球背面着陆区月壳及深部结构特征 . 深空探测学报(中英文）, 2018, 5(1): 41-49. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2018.01.006
[12]	吴伟仁, 王琼, 唐玉华, 于国斌, 刘继忠, 张玮, 宁远明, 卢亮亮. “嫦娥4号”月球背面软着陆任务设计 . 深空探测学报(中英文）, 2017, 4(2): 111-117. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2017.02.002
[13]	韩松涛, 唐歌实, 曹建峰, 陈略, 任天鹏, 王美. 面向"CE-3号"软着陆过程的深空网干涉测量技术 . 深空探测学报(中英文）, 2015, 2(2): 120-124. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2015.02.003
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[15]	吴伟仁, 刘庆会, 黄勇, 洪晓瑜, 节德刚, 李海涛. “嫦娥3号”月面探测器同波束干涉测量系统的设计与实现 . 深空探测学报(中英文）, 2015, 2(1): 34-42. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2015.01.005
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[20]	吴伟仁, 于登云. “嫦娥3号”月球软着陆工程中的关键技术 . 深空探测学报(中英文）, 2014, 1(2): 105-109.

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基于CE-3的无线电测月研究

doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2014.03.013

北京航天飞行控制中心航天飞行动力学技术重点实验室

基金项目: 国家自然科学基金(61401014)

收稿日期: 2014-07-26
修回日期: 2014-08-08

关键词:

嫦娥3号 /

玉兔号月球车 /

X波段转发器 /

无线电测月

摘要: CE-3号探测器于2013年12月14日成功着陆于月表虹湾区,在预期1年的生存期内,着陆器能够相干转发下行X波段信号。基于这些信号,地面测控天线以及VLBI(verylongbaselineinterferometry,甚长基线干涉测量)天线能够进行距离、速度、载波相位、VLBI时延以及时延率的测量。传统的激光测月技术只能提供距离测量信息,无线电测月技术能够同时提供更丰富的观测量类型,有可能获取优于激光测月技术的科学成果。为了分析LRM(lunarradiomeasurement,无线电测月)可能的贡献,MEKAS(MoonEarthkinematicalanalysissoftware)软件用于支撑无线电测月的数据分析处理,其能够模拟全部观测量类型,具备协方差分析以及CE-3着陆器定位、测站坐标解算等功能。模拟分析表明无线电测月技术在地月球科学方面具有广阔的应用前景。

English Abstract

Research on Lunar Radio Measurement on Chang’e-3

National Key Laboratory of Science and Technology on Aerospace Flight Dynamic,Beijing Aerospace Control Center

Received Date: 2014-07-26
Rev Recd Date: 2014-08-08

Keywords:

Abstract: After the successful launch on December 2, 2013, Chang’e-3 performed soft landing on lunar surface on December 14, which is designed to stand in place for more than 1 year, and it can transmit X-band signals when the transponder is switched on. With the signals, ranging, Doppler, carrier phase, VLBI delay and delay rate can be acquired from ground TT&C antennas and VLBI antennas. These techniques can be called Lunar Radio Measurement (LRM) collectively. By LRM technique, more rich observations can be acquired nearly at the same time, so it could be more effective in contributing to space geodesy than LLR（lunar Laser Ranging）which only provides ranging observation. To analyze the LRM technique, MEKAS (Moon Earth Kinematical Analysis Software) is developed, which can simulate all kinds of observations mentioned above, carry out covariance analysis and determine the parameters including CE-3 position on the lunar surface, ground site coordinates UT1, EOP and love number. Simulation results show that LRM technique has wide prospects in earth and lunar science.

引用本文: