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论证中,测控系统成了制约整个工程的瓶颈。后来,工程总指挥孙家栋根据调查发现,在采用我国现有航天测控网的基础上,如果再利用中国科学院上海天文台、北京天文台和昆明天文台的天文望远镜的观测能力,让天文台的甚长基线射电干涉网辅助测量,提高卫星导航精度,就可基本满足“嫦娥一号”卫星的测控要求。于是,专家们建设性地提出了“USB+VLBI”综合测量方案,在我国尚未建成深空探测网的现实条件下,解决了测控距离远,测量精度高的技术难题。
“USB”是S频段微波统一测控系统的简称,是具有跟踪测轨、遥测接收、遥控发令功能的综合多功能测控设备。它先后完成了我国历次运载火箭和各型号卫星飞行的测控通信任务,完成了我国各卫星发射中心、测控中心、测控站和“远望”号综合测量船队测控通信系统的总体设计与建设,是国内比较完善的卫星测控通信网,在我国载人航天飞行试验中,它也?受了检验。参加绕月探测工程S频段测控网主要由北京航天飞行控制中心、西安卫星测控中心、西昌卫星发射中心、青岛站、喀什站、厦门站,以及“远望二号”、“远望三号”测量船组成。为了解决远距离测控,又分别在喀什站和青岛站新建了18米天线,改善了以往用于地球卫星的10米和12米天线的信道余量,提高了测量精度,增强了系统可靠性,使地面站作用距离从地球范围延伸到月球范围。
统一测控系统一般由天线跟踪/角测量系统、发射系统、接收系统、遥测终端、遥控终端、测距/测速终端、时/频终端、数据传输设备以及其他设备组成,所用频段多为S波段(2000~4000兆赫)或C波段(4000~8000兆赫)。采用统一测控系统并使用S频段的测控通信网称为“统一S波段”测控网,简称USB测控网。
VLBI(VeryLongBaselineInterferometry)是甚长基线干涉测量的英文缩写,它是一种射电干涉技术,通过无线电波干涉的方法,将间隔数百乃至数千千米长度基线两端的口径较小的射电望远镜,合成为巨大的综合孔径望远镜,其等效直径为望远镜之间的最长基线长度。通过延长基线,VLBI能获得极高的分辨率,是目前分辨率最高的天文观测技术,主要用于射电星的研究。根据VLBI的基本?理,利用长基线两端的测量站可以观测深空航天器,同时,还可对同航天器相近的标校星(通常是射电星)观测,将得到的两种数据进行比对,就可得到比较精确的航天器角位置。我国的VLBI射电天文观测网归属中国科学院,由北京密云站50米口径射电望远镜、电望远镜天线、乌鲁木齐南山站25米口径射电望远镜、昆明凤凰山站40米口径射电望远镜、上海佘山站25米口径射电望远镜和位于上海天文台的数据处理中心组成。由靠近我国国土边缘的四个站可构成6条测量基线,最长基线长度达3200多千米。该系统已?加入欧洲甚长基线干涉网等8个国际联合观测网络或观测项目。1996年上海、乌鲁木齐、意大利、南非等五台站进行了VLBI联合观测,成功地发现了5个视超光速源。
射电望远镜是指能够接收遥远河外星系射电源(如类星体)飞出的宽带微波辐射信号的无线电接收装置。并不是通常概念下的光学望远镜。射电望远镜包括大口径天线、低噪声接收机和宽带记录装置。
为了进一步提高测控覆盖率和可靠性,我国还与欧洲空间局(主要由欧洲空间操作中心、库鲁站、新诺舍站组成)和智利圣地亚哥站开展国际联网合作,借用国际资源作为绕月探测工程测控系统的补充,形成了“国内测控站(船)+国外测控站”的全球布站方案,使“嫦娥一号”卫星的测控覆盖率达到了98%以上。
万里嫦娥一线牵(3)
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