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“嫦娥4号”中继星使命轨道段定轨计算与分析

段建锋 李勰 李翠兰 王兆魁

段建锋, 李勰, 李翠兰, 王兆魁. “嫦娥4号”中继星使命轨道段定轨计算与分析[J]. 深空探测学报(中英文), 2019, 6(3): 247-253. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2019.03.008
引用本文: 段建锋, 李勰, 李翠兰, 王兆魁. “嫦娥4号”中继星使命轨道段定轨计算与分析[J]. 深空探测学报(中英文), 2019, 6(3): 247-253. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2019.03.008
DUAN Jianfeng, LI Xie, LI Cuilan, WANG Zhaokui. Orbit Determination and Analysis of Chang'E-4 Relay Satellite on Mission Orbit[J]. Journal of Deep Space Exploration, 2019, 6(3): 247-253. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2019.03.008
Citation: DUAN Jianfeng, LI Xie, LI Cuilan, WANG Zhaokui. Orbit Determination and Analysis of Chang'E-4 Relay Satellite on Mission Orbit[J]. Journal of Deep Space Exploration, 2019, 6(3): 247-253. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2019.03.008

“嫦娥4号”中继星使命轨道段定轨计算与分析

doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2019.03.008

Orbit Determination and Analysis of Chang'E-4 Relay Satellite on Mission Orbit

  • 摘要: “嫦娥4号”中继星是“嫦娥4号”探测器实现月球背面着陆与巡视的关键,目前正稳定运行在地-月L2点使命轨道上,该使命轨道为平均周期约14天的南族Halo轨道。因任务的需要,中继星本体系+Z轴需调整指向,处于正对太阳和非正对太阳两种状态。太阳光压在中继星+Z轴对日的情况下会加速卫星的角动量累积,增加卫星卸载喷气频次。基于中继星使命轨道段测控支持条件,采用重叠弧段法对两种状态下的中继星定轨精度进行分析与评估。结果表明,在中继星+Z轴非对日运行状态下,重叠弧段位置误差为1.6 km,速度误差为8 mm/s;在中继星+Z轴对日运行状态下,重叠弧段位置误差为0.6 km,速度误差为3 mm/s,这对中继星的长期运行具有重要参考价值。
  • [1] 叶培建,彭兢. 深空探测与我国深空探测展望[J]. 中国工程科学, 2006,8(10):13-18. YE P J,PENG J. Deep space exploration and its prospect in China[J].Engineering Science,2006,8(10):13-18.
    [2] 欧阳自远.我国月球探测的总体科学目标与发展战略[J]. 地球科学进展,2004,19(3):351-358. OUYANG Z Y. Scientific objectives of Chinese lunar exploration project and development strategy[J]. Advance in Earth Sciences(in Chinese),2004,19(3):351-358.
    [3] 欧阳自远,李春来,邹永廖,等. 嫦娥一号的初步科学成果[J]. 自然杂志,2010,32(5):249-266. OUYANG Z Y,LI C L,ZOU Y L,et al. The primary science results from the Chang'e-1 probe[J]. Chinese Journal of Nature,2010,32(5):249-266.
    [4] 欧阳自远. 嫦娥二号的初步成果[J]. 自然杂志,2013,35(6):391-395. OUYANG Z Y. Chang'E-2 preliminary results[J]. Chinese Journal of Nature,2013,35(6):391-395.
    [5] 曹建峰,胡松杰,黄勇,等. 嫦娥二号卫星日地拉格朗日L2点探测轨道定轨分析[J]. 武汉大学学报(信息科学版),2013,38(9):1029- 1033. CAO J F,HU S J,HUANG Y,et al. Orbit determination and analysis for Chang'E-2 extended mision[J]. Geomatics and Information Scuence of Wuhan University,2013,38(9):1029-1033.
    [6] 曹建峰,胡松杰,刘磊,等."嫦娥二号"小行星探测试验定轨计算与分析[J]. 北京航空航天大学学报,2014,40(8):1095-1101. CAO J F,HU S J,LIU L,et al. Orbit determination and analysis for Chang'E-2 asteroid exploration(in Chinese)[J]. J Beijing Univ Aeron Astron,2014,40(8):1095-1101.
    [7] 叶培建,于登云,孙泽洲,等. 中国月球探测器的成就与展望[J]. 深空探测学报,2016,3(4):323-333. YE P J,YU D Y,SUN Z Z,et al. Achievements and prospect of Chinese lunar probes[J]. Journal of Deep Space Exploration,2016,3(4):323-333.
    [8] WANG Q,LIU J. A Chang'E-4 mission concept and vision of future chinese lunar exploration activities[J]. Acta Astronautica,2016,127:678-683.
    [9] 刘磊,曹建峰,胡松杰,等. 地月平动点中继应用轨道维持[J]. 深空探测学报,2015(4):318-324. LIU L,CAO J F,HU S J. Maintenance of relay orbit about the EarthMoon collinear libration points(in Chinese)[J]. J Deep Space Exploration,2015(4):318-324.
    [10] 胡杰松,唐歌实.北京中心深空探测器精密定轨与分析软件系统[J].飞行器测控学报,2010,29(5):69-74. HU S J,TANG G S. BACC orbit determination and analysis software for Deep-Space explorers[J]. Journal of Spacecraft TT&C Technology,2010,29(5):69-74.
    [11] BARROW-GREEN J. Poincare and the three-body problem[M]. Providence,Rhode Island:American Mathematical Society-London Mathematical Society,1997.
    [12] FARQUHAR R W. The Flight of ISEE-3/ICE:origins,mission history,and a legacy[C]//AIAA/AAS Astrodynamics Specialist Conference and Exhibit. Boston,Massachusetts:AIAA,1998.
    [13] 吴伟仁,王琼,唐玉华,等."嫦娥4号"月球背面软着陆任务设计[J]. 深空探测学报,2017,4(2):111-117. WU W R,WANG Q,TANG Y H. Design of Chang'E-4 lunar farside soft-landing mission(in Chinese)[J]. Journal of Deep Space Exploration,2017,4:111-117.
    [14] 刘林,侯锡云. 深空探测器轨道力学[M]. 北京:电子工业出版社, 2012. LIU L,HOU X Y. Orbital dynamics of deep space probe[M]. Beiing:Publishing House of Electronics Industry,2012.
    [15] 汤锡生,陈贻迎,朱民才. 载人飞船轨道确定和返回控制[M]. 北京:国防工业出版社,2002. TANG X S,CHEN Y Y,ZHU M C. Orbit determination and reentry control for manned spacecraft[M]. Beijing:National Defense Industry Press,2002.
    [16] 黄勇,李培佳,樊敏,等. 基于地基测量数据的地月L2点探测器轨道确定[J]. 中国科学:物理学力学天文学,2018,48:079501. HUANG Y,LI P J,FAN M,et al. Orbit determination of CE-5T1 in Earth-Moon L2 libration point orbit with ground tracking data(in Chinese)[J]. Sci Sin-Phys Mech Astron,2018,48:079501.
    [17] 陈明,唐歌实,曹建峰,等.嫦娥一号绕月探测卫星精密定轨实现[J].武汉大学学报. 信息科学版,2011,36(2):212-217. CHEN M,TANG G S,CAO J F,et al. Precision orbit determination of CE-1 lunar satellite[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University,2011,36(2):212-217.
    [18] 陈明,张宇,曹建峰,等.嫦娥二号卫星轨道确定与测轨技术[J]. 科学通报,2012,57(9):689-696. CHEN M,ZHANG Y,CAO J F,et al. Orbit determination and tracking technology of CE-2 satellite[J]. Chinese Science Bulletin,2012, 57(9):689-696.
    [19] 段建锋,曹建峰,陈明,等. GRAIL月球重力场模型对嫦娥卫星定轨精度的改进[J]. 中国科学:物理学力学天文学,2017,47:0696502. DUAN J F,CAO J F,CHEN M,et al. The improvements of Chang' E series satellites orbit determination from GRAIL lunar gravity model[J]. Sci Sin-Phys Mech Astron,2017,47:069502.
    [20] 段建锋,曹建峰,张宇,等. 一种有效提高CE-1卫星卸载前后精密星历衔接精度的定轨策略[J]. 航天控制,2015,33(1):66-71. DUAN J F,CAO J F,ZHANG Y,et al. An effective Orbit determination strategy to improve the cohesion precision of Chang'E one satellite's precise ephemeris before and after unloading[J]. Aerospace Control,2015,33(1):66-71.
  • [1] 陈略, 谢剑锋, 韩松涛, 曹建峰, 平劲松.  “嫦娥4号”中继星开环测速方案设计与试验验证 . 深空探测学报(中英文), 2019, 6(3): 236-240. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2019.03.006
    [2] 吴伟仁, 刘继忠, 唐玉华, 于登云, 于国斌, 张哲.  中国探月工程 . 深空探测学报(中英文), 2019, 6(5): 405-416. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2019.05.001
    [3] 侯东辉, 张珅毅, RobertFWimmer-Schweingruber, 于佳, SoenkeBurmeister, 沈国红, 袁斌, 王春琴, 张斌全.  月球粒子辐射环境探测现状 . 深空探测学报(中英文), 2019, 6(2): 127-133. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2019.02.003
    [4] 叶志玲, 黄晓峰, 顾明.  “嫦娥4号”自主运行任务的设计与实现 . 深空探测学报(中英文), 2019, 6(4): 358-363. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2019.04.007
    [5] 欧阳琦, 牛东文.  “龙江2号”月球轨道微卫星定轨分析 . 深空探测学报(中英文), 2019, 6(3): 254-260. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2019.03.009
    [6] 曹建峰, 陈略, 董卫华, 段建锋, 韩松涛, 张宇.  双站跟踪模式下“嫦娥4号”中继星定轨仿真分析 . 深空探测学报(中英文), 2019, 6(3): 241-246. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2019.03.007
    [7] 段建锋, 张宇, 曹建峰, 陈略, 陈明, 谢剑锋.  中国月球探测任务轨道确定技术及发展综述 . 深空探测学报(中英文), 2019, 6(3): 203-209. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2019.03.001
    [8] 马传令, 刘勇, 梁伟光, 张尧.  “嫦娥4号”中继星应急轨道控制策略设计与分析 . 深空探测学报(中英文), 2019, 6(3): 269-276. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2019.03.011
    [9] 张迅与, 徐天奕, 李翠.  冯·卡门撞击坑物质成分研究 . 深空探测学报(中英文), 2018, 5(1): 66-70. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2018.01.009
    [10] 孟治国, 李翠, 平劲松, 黄倩, 蔡占川, AlexanderGusev.  月面冯·卡门撞击坑的着陆选址和科学探测目标浅析 . 深空探测学报(中英文), 2018, 5(1): 3-11. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2018.01.001
    [11] 徐进, 张爱兵, 贺一峰, 杨光文.  “嫦娥4号”中继星中继通信方案研究与分析 . 深空探测学报(中英文), 2018, 5(6): 506-514. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2018.06.002
    [12] 郑晨, 姚鸿泰.  基于影像数据的冯·卡门撞击坑形貌分析 . 深空探测学报(中英文), 2018, 5(1): 50-56. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2018.01.007
    [13] 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
    [14] 段建锋, 刘勇, 李勰, 陈明, 王兆魁.  “嫦娥4号”中继星任务轨道确定问题初探 . 深空探测学报(中英文), 2018, 5(6): 531-538. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2018.06.005
    [15] 陈国辉, 华岳, 王波, 郑士昆, 肖勇, 马小飞, 张爱兵, 陈岚.  “嫦娥4号”中继星伞状可展开天线设计与验证 . 深空探测学报(中英文), 2018, 5(6): 524-530. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2018.06.004
    [16] 张立华, 熊亮, 王鹏, 孙骥, 周文艳, 高珊, 刘适, 王晓磊, 关轶峰, 张爱兵, 徐进, 陈国辉.  “嫦娥4号”中继星任务分析与系统设计 . 深空探测学报(中英文), 2018, 5(6): 515-523. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2018.06.003
    [17] 薛长斌, 周晴, 王雷, 耿浩, 刘鹏, 朱重阳, 张文璋, 徐欣锋, 李俊.  “嫦娥4号”任务有效载荷系统设计与实现 . 深空探测学报(中英文), 2017, 4(6): 515-521. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2017.06.003
    [18] 高珊, 周文艳, 梁伟光, 刘德成, 唐玉华, 杨维廉.  地月拉格朗日L2点中继星轨道分析与设计 . 深空探测学报(中英文), 2017, 4(2): 122-129. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2017.02.004
    [19] 李飞, 张熇, 吴学英, 马继楠, 卢亮亮.  月球背面地形对软着陆探测的影响分析 . 深空探测学报(中英文), 2017, 4(2): 143-149. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2017.02.007
    [20] 唐明亮, 王颖, 张学功, 古艳峰, 卢亮亮.  一种探月任务多窗口发射轨道设计方法 . 深空探测学报(中英文), 2017, 4(2): 118-121. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2017.02.003
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出版历程
  • 收稿日期:  2018-12-27
  • 修回日期:  2019-04-12

“嫦娥4号”中继星使命轨道段定轨计算与分析

doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2019.03.008

摘要: “嫦娥4号”中继星是“嫦娥4号”探测器实现月球背面着陆与巡视的关键,目前正稳定运行在地-月L2点使命轨道上,该使命轨道为平均周期约14天的南族Halo轨道。因任务的需要,中继星本体系+Z轴需调整指向,处于正对太阳和非正对太阳两种状态。太阳光压在中继星+Z轴对日的情况下会加速卫星的角动量累积,增加卫星卸载喷气频次。基于中继星使命轨道段测控支持条件,采用重叠弧段法对两种状态下的中继星定轨精度进行分析与评估。结果表明,在中继星+Z轴非对日运行状态下,重叠弧段位置误差为1.6 km,速度误差为8 mm/s;在中继星+Z轴对日运行状态下,重叠弧段位置误差为0.6 km,速度误差为3 mm/s,这对中继星的长期运行具有重要参考价值。

English Abstract

段建锋, 李勰, 李翠兰, 王兆魁. “嫦娥4号”中继星使命轨道段定轨计算与分析[J]. 深空探测学报(中英文), 2019, 6(3): 247-253. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2019.03.008
引用本文: 段建锋, 李勰, 李翠兰, 王兆魁. “嫦娥4号”中继星使命轨道段定轨计算与分析[J]. 深空探测学报(中英文), 2019, 6(3): 247-253. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2019.03.008
DUAN Jianfeng, LI Xie, LI Cuilan, WANG Zhaokui. Orbit Determination and Analysis of Chang'E-4 Relay Satellite on Mission Orbit[J]. Journal of Deep Space Exploration, 2019, 6(3): 247-253. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2019.03.008
Citation: DUAN Jianfeng, LI Xie, LI Cuilan, WANG Zhaokui. Orbit Determination and Analysis of Chang'E-4 Relay Satellite on Mission Orbit[J]. Journal of Deep Space Exploration, 2019, 6(3): 247-253. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2019.03.008
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