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一种深空超远距离的测量装置和测量方法制造方法及图纸

技术编号:45469404 阅读:50 留言:0更新日期:2025-06-06 22:02
本发明专利技术公开一种深空超远距离的测量装置和测量方法,包括以下步骤:构建仿真场景与数据集,准备相关参数集;搭建测量系统并获取数据,明确硬件与设备需求;处理频率差分序列相关问题,得到非相干多普勒测量所必需数据;进行轨道解算与测量结果评估,误差测量与精度评定;本测量方法通过基于改进非相干多普勒的测量模型,构建仿真场景与数据集、搭建测量系统、处理频率差分序列以及进行轨道解算与评估等一系列操作,旨在解决深空超远距离测量中的诸多技术难题,提高轨道测量精度,尤其是在太阳系边界探测这类复杂的深空环境下,有效应对信号微弱、干扰因素多等挑战,确保测量的准确性与可靠性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及到航天探测与轨道测量,具体涉及到一种深空超远距离的测量装置和测量方法,尤其涉及一种基于改进非相干多普勒的测量模型的深空超远距离的测量方法。


技术介绍

1、在深空超远距离测量领域,尤其是针对太阳系边界探测任务,精确测量飞行器轨道至关重要,它是保障任务顺利开展、获取科学数据的关键环节。目前,主流的深空超远距离测量方法和装置在应对极端距离和复杂环境时,面临着诸多挑战。早期,单程多普勒测量是常用的轨道测量方法之一,它基于经典牛顿框架下的瞬时测量模型,然而在深空环境中,卫星平台环境不稳定,星载晶振输出频率存在随机游走噪声和老化现象,这些偏差在轨道解算中难以通过模型彻底消除,导致单程多普勒测量模式下轨道解算精度较低,无法满足高精度测量需求。

2、为解决单程多普勒测量的问题,双程闭合多普勒测量技术应运而生。在该技术中,地面站发射信号,飞行器接收后再转发回地面站,通过比较发射和接收频率的差异来计算飞行器的速度和轨道信息。这种方法有效解决了星载晶振频率不稳定的问题,显著提高了测量精度。但在甚远距离测量(超过70au)时,由于信号延迟量达到天的量级,本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种深空超远距离的测量装置,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的深空超远距离的测量装置,其特征在于,所述高精度频率源为高精度氢钟,所述频率差分器的量化误差和随机误差控制在0.5mHz。

3.一种根据权利要求1或者2所述的深空超远距离的测量装置的测量方法,其特征在于,所述测量方法包括如下步骤:

4.根据权利要求3所述的深空超远距离的测量装置的测量方法,其特征在于,在所述步骤一中,以飞行器飞掠某个天体为参考,设定的场景参数至少包括该天体与地球之间距离、单程光行时和下行信号功率;所述模拟数据为模拟测量过程中的各类数据,至少包括所述飞行器的轨道参数...

【技术特征摘要】

1.一种深空超远距离的测量装置,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的深空超远距离的测量装置,其特征在于,所述高精度频率源为高精度氢钟,所述频率差分器的量化误差和随机误差控制在0.5mhz。

3.一种根据权利要求1或者2所述的深空超远距离的测量装置的测量方法,其特征在于,所述测量方法包括如下步骤:

4.根据权利要求3所述的深空超远距离的测量装置的测量方法,其特征在于,在所述步骤一中,以飞行器飞掠某个天体为参考,设定的场景参数至少包括该天体与地球之间距离、单程光行时和下行信号功率;所述模拟数据为模拟测量过程中的各类数据,至少包括所述飞行器的轨道参数、信号频率信息以及多普勒观测噪音数据。

5.根据权利要求3所述的深空超远距离的测量装置的测量方法,其特征在于,在所述步骤二中,搭建包含上行站、飞行器和下行站的测量系统,所述上行站配备高精度氢钟,发射稳定的上行频率;所述飞行器搭载信号收发器和频率差分器,所述信号收发器接收上行频率,同时发射下行频率;所述频率差分器记录同一卫星时刻的频率差分信息,并通过遥测链路将发送回所述下行站;所述下行站接收所述飞行器发射的下行频率以及所述频率差分信息,为后续轨道解算做准备。

6.根据权利要求3所述的深空超远距离的测量装置的测量...

【专利技术属性】
技术研发人员:卢润松孙尚彪王重阳杨婉羚李梓萌鄢建国
申请(专利权)人:武汉大学
类型:发明
国别省市:

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