深空探测器DOR信标射电干涉处理方法研究

深空科学探测作为中国天文学发展的一个重要方向，已经列入《中国的航天》白皮书和国家中长期科技规划。在成功进行绕月探测后，从"十二五"计划开始，我国深空科学探测将进入高速发展阶段，开展自主火星、金星和小行星等一系列行星际深空探测活动。这些深空科学探测研究及其工程目标的实现均需要新型高精度测控手段予以支撑。本项目将在现有甚长基线干涉测量(VLBI)技术基础上,瞄准我国新的深空测控体制与空间科学探测所急需的射电天文新技术，开展针对深空探测器DOR（差分单向测距）测控信标处理的射电干涉信号处理方法与关键技术研究。具体包括，基于DOR信标局部频谱细化的VLBI相关处理算法、基于本地相关技术的DOR信号处理算法、基于通用并行计算机平台的DOR信号高速处理实现技术、DOR信号仿真技术、观测系统误差测量方法。成果能用于未来深空探测器的精密跟踪测量,也可应用于高分辨率天文谱线观测。

我国深空科学探测将进入高速发展阶段，正在开展自主火星等行星际深空探测活动。这些深空科学探测研究及其工程目标的实现均需要新型高精度测控手段予以支撑。鉴于甚长基线干涉测量（VLBI）在探月工程中的成功应用和国际发展趋势，我国未来深空测量体制将从S波段“测距、测速”体制转向X波段“测距、测速+测角”体制。测角观测量由VLBI技术提供。为提高VLBI测量效率，我国学习借鉴了欧美先进技术；深空探测器信标从CE-1搭载的普通有限带宽的信标，转为特殊的“差分单向测距”信标，简称DOR（Differential One-way Ranging）信标。观测上则采用 “较差差分单向测距” （Delta-DOR）方式提高测量精度。我国从CE-2卫星开始进行了DOR信标搭载试验，在CE-3探测器中首次正式应用DOR信标。这一VLBI信标体制也将用于后续火星等行星际探测。. 本项目在现有 VLBI技术基础上，瞄准我国新的深空测控体制与空间科学探测所急需的射电天文新技术，开展针对深空探测器DOR测控信标处理的射电干涉信号处理方法与关键技术研究。具体包括，基于DOR信标局部频谱细化的VLBI相关处理算法、基于本地相关技术的DOR信号处理算法、DOR信号仿真技术、观测系统误差消除方法。采用CZT算法实现了DOR信标的VLBI相关处理，采用本地相关处理算法获得了CE-3的DOR观测量，并成功定轨。算法成果能用于未来月球与深空探测器的精密跟踪测量。