中国空间科学技术

›› 2014, Vol. 34 ›› Issue (3): 67-72.doi: 10.3780/j.issn.1000-758X.2014.03.010

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USB测距测速数据误差建模和评估

郑爱武1,2，孙靖1,2，胡松杰1,2，周建平3   

  1. （1航天飞行动力学技术重点实验室，北京100094）（2北京航天飞行控制中心，北京100094）（3中国载人航天工程办公室，北京100720）
  • 收稿日期:2013-04-10 修回日期:2013-12-23 出版日期:2014-06-25 发布日期:2014-06-25
  • 作者简介:郑爱武 1974年生，2013年获北京航空航天大学宇航学院飞行器设计专业博士学位，高级工程师。研究方向为航天测控任务分析和月地返回轨道设计。
  • 基金资助:

    国家自然科学基金(11173005)资助项目

ErrorModelingandEvaluationofUSBRangeandRange-rateMeasurements

ZHENGAiwu 1,2，SUNJing1,2，HUSongjie1,2，ZHOUJianping3   

  1. (1ScienceandTechnologyonAerospaceFlightDynamicsLaboratory,Beijing100094)(2BeijingAerospaceControlCenter,Beijing100094)(3ChinaMannedSpaceEngineeringOffice,Beijing100720)
  • Received:2013-04-10 Revised:2013-12-23 Published:2014-06-25 Online:2014-06-25

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摘要： 统一S波段（UnifiedS-band,USB）系统是目前中国载人航天和月球探测任务的主要测控网。文章对中国USB系统的测距测速数据的误差构成进行了详细分析，给出了传播媒介、相位中心偏差、时标偏差、通道时延以及卫星星历误差的修正模型，并通过对实测数据的残差分析，对目前中国USB测量数据的精度进行了评估，给出了USB测距和测速数据的实际精度。最后，针对目前USB数据的处理和应用情况，提出了数据处理上需注意的一些问题。文章的结论对今后改善中国USB系统的测定轨精度具有一定的参考价值。

关键词: 统一S波段, 测距, 测速, 残差分析, 精度评估, 航天器

Abstract: TheUnifiedS-bandSystem(USB)isthemainTT&C(Telemetry,TrackingandCommand)networkusedinspacemissionsincludingmannedspacecraftandlunarexplorationprogramsofChina.Firstly,allkindsoferrorsexistedintheUSBrangeandrange-rate  measurementswereanalyzed,andtheerrorcorrectionmodelsoftroposphericrefractiondelay,ionosphericdelay,timetagbias,phasecentererror,channeldelayandsatelliteephemeriserrorwerepresented.Secondly,theaccuracyoftheUSBmeasurementswasevaluatedandobtainedbasedontheresidualanalysisoftheUSBrangeandrange-ratemeasurementsofarealspacemission.Finally,accordingtothecurrentactualityofdisposalandapplicationofUSBmeasurements,someadvicesthatshouldbenotedindataprocessingwereputforward.TheconclusionshaveimportantreferencevaluetoimprovetheaccuracyoforbitdeterminationbasedontheUSBsystemofChina.

Key words: UnifiedS-bandsystem, Range, Range-rate, Residualanalysis, Precisionevaluation, Spacecraft