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深空导航中的差分VLBI技术及观测试验

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自上个世纪六十年代后期VLBI(Very Long Baseline Interferometry)技术问世以来,美国航天局的JPL发展了双差单向测距(ΔDOR,Delta Differential One-way Ranging)和双差单向测速(ΔDOD,Delta Differential One-way Dopler)两种差分VLBI技术<'[1]>.差分VLBI弥补了无线电测距测速的缺陷,它的优势主要有:只需观测下行单向信号;角度和角度变化率测量精度高;观测周期较短;定轨效率高,利用两条近似正交的基线进行差分VLBI观测,可以得到飞行器在天球面上的两维投影位置和速度分量.因此,差分VLBI技术在深空导航中得到了广泛的应用.例如,测量Apollo16的月球车相对于登月舱的位置<'[2]>;利用织女号飞船释放的气球测量金星大气风速<'[3]>;旅行者系列飞船、伽利略飞船、麦哲伦飞船、火星全球勘探者和奥德赛火星探测器的导航.1998年,我国上海的佘山VLBI站曾参加了三次由美国航天局组织的火星全球勘探者的差分VLBI定位观测,并获得成功.虽然我国已基本掌握了VLBI的关键技术,也在VLBI天文观测及研究中积累了丰富的经验,但将该技术用于空间飞行器的跟踪定位,还需要利用现有设施进行必要的观测试验,在此基础上改进和更新现有的软硬件系统.本文的工作则是在这方面的首次尝试.

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