CN114061622B - 一种深空三向测距系统误差标定方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种深空三向测距系统误差标定方法，首先对深空航天器进行精密定轨，然后由三向测量地面系统地面站跟踪测量得出三向测距数据，最后由任务中心对三向测距数据进行处理和精度评估后得到三向测距系统误差，作为标定结果。采用本发明的方法可以得到三向测距系统误差，使用该误差标定结果对后续三向测量弧段中三向测距数据进行系统误差修正，可以最大程度地减小三向测距系统误差，达到提高三向测量定轨精度的目的。

Description

一种深空三向测距系统误差标定方法
技术领域
本发明属于航天测量与控制技术领域，涉及一种深空三向测距系统误差标定方法。
背景技术
随着深空探测距离的不断增加，信号往返时延巨大，由于受到地球自转影响，传统的双向测距方式已无法实现，三向测量成为获取距离数据的唯一手段。三向测量包括三向测距和三向测速。
对三向测距，系统误差主要来源于站间时间同步误差和地面站三向距离零值标校误差。目前，对于站间时间同步，可以使用GPS共视法来解决；对于地面站距离零值标校，通常采用均分法来获取地面站三向距离零值，但是该方法会引入较大的三向测距系统误差。
发明内容
为了获取三向测距系统误差，以便在后续的测量任务中加以消除，本发明目的在于提出了一种三向测距系统误差标定方法，为深空任务三向测距系统误差获取提供一种切实可行的方法。
本发明所采用的技术方案是，一种深空三向测距系统误差标定方法，包括如下步骤：
步骤1.利用地面站对深空航天器进行外测和甚长基线干涉测量获取的测量数据对深空航天器进行精密定轨，获得深空航天器轨道确定结果，即深空航天器精密星历；
步骤2.在获得深空航天器精密星历后，组织三向测量地面系统，包括主站a和副站b，进行三向测距系统误差标定跟踪试验。其中，主站a进行双向测量，副站b进行三向测量。在跟踪试验中，相关地面站对深空航天器开展跟踪测量后，由副站b将三向测距数据发送至任务中心；
步骤3.任务中心对副站b上报的三向测距数据进行预处理，得到地面站1秒1点的三向测距结果数据。对于三向测距数据，任务中心依次进行解距离模糊、站间时差修正、对流层折射修正、应答机距离零值修正、地面站距离零值修正、时间排序等预处理，得到三向测距结果数据；
步骤4.利用深空航天器精密星历对三向测距结果数据精度进行评估，评估的方法为：第一步，利用精密星历推算出对应地面站1秒1点的三向测距理论数据，作为三向测距的真值；第二步，利用相同时刻的三向测距结果数据与三向测距真值作差，得到三向测距误差；第三步，对三向测距系统误差标定试验跟踪弧段内不同时刻的三向测距误差求解均值，作为三向测距系统误差标定结果，得出三向测距系统误差标定结果。
本发明的用益效果为：采用本发明深空三向测距系统误差标定方法可以得到三向测距系统误差，使用该误差标定结果对后续三向测量弧段中三向测距数据进行系统误差修正，可以最大程度地减小三向测距系统误差，达到提高三向测量定轨精度的目的。
附图说明
图1为现有技术的三向测距示意图。
图2为现有技术的三向测距几何关系示意图。
图3为本发明的深空三向测距系统误差标定方法的标定流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
现有的技术中，标准三向测距示意图如图1所示，三向测距过程如下：利用主站发射上行测距信号，经深空航天器应答机相干转发后，由另一个站(副站)进行测距信号接收的测距方式，三向测距数据由副站输出。
测量得到三向测距结果后，任务中心需对测距数据进行地面站三向距离零值修正，地面站三向距离零值修正值为R0sx(R0sx＝主站设备上行距离零值R0zs+副站设备下行距离零值R0fx)，如图2所示。现有技术采用均分法得到的地面站距离零值修正值R0sx与实际的地面站三向距离零值相差较大，造成三向测距系统误差大。
采用本发明的三向测距系统误差标定方法将该系统误差标定出来，对测距数据进行修正后，达到提高定轨精度的目的。
实施例：以测站a作主站，测站b作副站为例，本发明三向测距系统误差ΔR的标定方法如下：
(1)利用地面站对深空航天器进行外测和甚长基线干涉测量获取的测量数据对深空航天器进行精密定轨，获得深空航天器轨道确定结果，即深空航天器精密星历；
(2)在获得深空航天器精密星历后，组织三向测量地面系统(包括主站a和副站b，主站a进行双向测量，副站b进行三向测量)进行三向测距系统误差标定跟踪试验。在跟踪试验中，相关地面站对深空航天器开展跟踪测量后，副站b将三向测距数据发送至任务中心；
(3)任务中心对副站b上报的三向测距数据进行预处理，得到地面站1秒1点的三向测距结果数据。对于三向测距数据，任务中心依次进行解距离模糊、站间时差修正、对流层折射修正、应答机距离零值修正、地面站距离零值修正、时间排序等预处理，得到三向测距结果数据；
(4)利用深空航天器精密星历对三向测距结果数据精度进行评估，评估的方法为：第一步，利用精密星历推算出对应地面站1秒1点的三向测距理论数据，作为三向测距的真值；第二步，利用相同时刻的三向测距结果数据与三向测距真值作差，得到三向测距误差；第三步，对三向测距系统误差标定试验跟踪弧段内不同时刻的三向测距误差求解均值，即得出三向测距系统误差标定结果。
总结上述三向测距系统误差的计算方法，得到三向测距系统误差的计算公式如下：
式中，ΔR为三向测距系统误差标定结果，Ro(t(i))表示三向测距系统误差标定试验跟踪弧段内t(i)时刻的三向测距结果数据，Rc(t(i))表示三向测距系统误差标定试验跟踪弧段内t(i)时刻的三向测距理论数据(即三向测距真值)，n表示三向测距系统误差标定试验跟踪弧段内三向测距结果数据的总个数。

Claims (2)

1.一种深空三向测距系统误差标定方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1.利用地面站对深空航天器进行外测和甚长基线干涉测量获取的测量数据对深空航天器进行精密定轨，获得深空航天器轨道确定结果，即深空航天器精密星历；
步骤2.在获得深空航天器精密星历后，利用三向测量地面系统进行三向测距系统误差标定跟踪试验，并由副站将跟踪测量的三向测距数据发送至任务中心；三向测量地面系统分有主站和副站，主站进行双向测量，副站进行三向测量；
步骤3.任务中心对副站发送的三向测距数据进行预处理，得到地面站1秒1点的三向测距结果数据；预处理依次为解距离模糊、站间时差修正、对流层折射修正、应答机距离零值修正、地面站距离零值修正和时间排序；
步骤4.利用步骤1得到的深空航天器精密星历对步骤3得到的三向测距结果数据进行精度评估，得出三向测距系统误差标定结果；评估的具体步骤为：
4.1.利用精密星历推算出对应地面站1秒1点的三向测距理论数据，作为三向测距的真值；
4.2.利用相同时刻的三向测距结果数据与三向测距真值作差，得到三向测距误差；
4.3.根据步骤4.1、4.2的方法得到跟踪弧段内不同时刻的三向测距误差值，并对不同时刻的三向测距误差值求均值，该均值即为三向测距系统误差标定结果。
2.根据权利要求1所述的一种深空三向测距系统误差标定方法，其特征在于，所述的步骤1中，定轨数据源的获取方法为地面站外测、甚长基线干涉测量。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107831516A (zh) * 2017-10-31 2018-03-23 河海大学 融合gnss和地面监测网获取大坝实时高精度位移的方法
CN109682383A (zh) * 2018-11-23 2019-04-26 中国西安卫星测控中心 一种使用深空三向测量距离和数据的实时滤波定位方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107831516A (zh) * 2017-10-31 2018-03-23 河海大学 融合gnss和地面监测网获取大坝实时高精度位移的方法
CN109682383A (zh) * 2018-11-23 2019-04-26 中国西安卫星测控中心 一种使用深空三向测量距离和数据的实时滤波定位方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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张宇 等.三向测量模式在嫦娥三号探测器中的应用.《飞行器测控学报》.2015,第第34卷卷(第第3期期),第260-266页. *

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