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嫦娥五号探测器精细开环测速及空间引力红移验证设计分析

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嫦娥五号(CE-5)任务具有天地联合的优势测控资源,为地基无线电测量新方法验证、工程应用与科学研究提供了优越条件.本文重点开展CE-5探测器开环测速精细提取及应用.首先,提出了基于信号重构互相关的开环测速多普勒频率提取算法,建立了从信号输入、信号处理到观测量输出的完整实现步骤;然后,基于中国深空网开展了 CE-5轨道器开环测速试验,经信号处理分析结果表明:CE-5轨道器开环测速精度达到2-3 mHz水平,优于深空站基带测速精度3-4倍;其次,通过CE-5轨道器精密定轨,有效验证开环测速观测量应用效果,结果表明:开环测速的定轨残差为0.12mm/s,基带测速的定轨残差为0.46mm/s;最后,提出了基于深空探测器的多体问题引力红移验证方法,从理论上分析了高精度开环测速在引力红移验证方面潜在应用可行性,初步设计了引力红移验证设想方案,以现有CE-5轨道器开环测速结果为依据,建议开展引力红移验证专项试验,有望实现10-4-10-5水平的引力红移验证精度.
High-accuracy open-loop velocity measurement and gravita-tional redshift verification design analysis based on the Chang'E-5 probe

陈略、李文潇、李海涛、金洪波、孔静、王美、路伟涛、杨小锋、谢剑锋

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北京航天飞行控制中心,北京100094

航天飞行动力学技术国家级重点实验室,北京100094

中国科学院国家天文台,北京100101

北京跟踪与通信技术研究所,北京100094

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嫦娥五号 开环测速 引力红移 精度

国家自然科学基金国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划国家重点基础研究发展计划

11973015118330012021YFA07151002021YFA0715101

2023

10.1360/SSPMA-2022-0319

中国科学(物理学 力学 天文学)
中国科学院

中国科学(物理学 力学 天文学)

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子：0.644
ISSN：1674-7275
年,卷(期)：2023.53(3)
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