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杨轩: 作品数：15 被引量：40H指数：4; 供职机构：武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室更多>>; 发文基金：国家自然科学基金湖北省自然科学基金中国博士后科学基金更多>>; 相关领域：天文地球航空宇航科学技术自动化与计算机技术更多>>

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利用重力场模型MRO120D分析火星探测器的轨道演化: 2021年; 针对火星探测器在轨运行时长的问题,使用武汉大学自主研制的火星探测器精密定轨与重力场解算软件系统MAGREAS(Mars gravity recovery and analysis software/system),分别对火星探测器在不同初始轨道高度、不同初始轨道倾角、不同初始轨道偏心率以及不同阶次火星重力场等影响因素下,进行轨道演化的分析。结果表明,小偏心率且轨道高度在250 km及以上的探测器可以长时间运行,在不进行任何调整的情况下运行时间接近两年;初始轨道倾角为90°时,不利于探测器的运行时长;在轨道积分的运算中,火星重力场模型MRO120D可以截取到100阶而不影响计算精度。该成果可以为中国的火星探测工程提供一定参考。; 陈祎豪鄢建国李斐杨轩; 关键词：火星探测器

火星探测器精密定轨软件研制及实测数据处理被引量：10: 2019年; 研发了一套具有自主知识产权的火星探测器精密定轨及动力学参数解算软件系统,介绍了软件的设计思路与基本结构。对2009年8月中国甚长基线干涉测量网跟踪的火星快车号三程多谱勒数据和相同弧段欧洲空间局的双程多谱勒数据进行了处理。结果表明,对于三程多谱勒数据,精密定轨后的残差处于0.079 mm/s的水平,轨道与比利时皇家天文台发布的火星快车精密轨道(精度20～25 m)最大差距小于100 m;对于欧洲空间局双程多谱勒数据,精密定轨后的残差处于0.067 mm/s的水平,轨道与精密轨道最大差距小于10 m。对火星快车跟踪数据的处理结果表明该软件可靠。; 杨轩鄢建国叶茂李斐郝卫峰金炜桐; 关键词：精密定轨火星探测 MEX

利用零相位Kaiser窗滤波器改善MEX多普勒数据定轨精度被引量：1: 2018年; 精密轨道确定在深空探测中至关重要,而定轨数据中的白噪声会影响定轨性能。基于零相位分析,比较了FRR（forward-filter reverse-filter reverse-output）、RRF（reverse-filter reverse-filter forward-output）和Matlab中的filtfilt这3种滤波器的优劣,设计了一种零相位Kaiser窗低通滤波器。利用火星快车号（Mars Express,MEX）的仿真数据和实测数据验证了零相位Kaiser窗低通滤波器的性能,结果发现滤除白噪声后MEX数据的定轨精度有了显著改善。双程测速数据残差均方根（root mean square,RMS）减小为原来的1/3左右,达到了0.031 mm/s;轨道位置和速度与欧空局（European Space Agency,ESA）精密轨道的差异明显变小。该滤波算法作为定轨前的数据预处理可以提高定轨精度,从而为中国火星探测器的轨道数据处理提供一定的参考。; 曲春凯李斐杨轩鄢建国郝卫峰叶茂金炜桐王宏; 关键词：MEX KAISER窗白噪声定轨精度

水星探测器精密定轨软件研制及应用被引量：6: 2019年; 考虑到中国有望开展自主水星探测任务,研制了国内首套具有自主知识产权的水星探测器精密定轨及动力学参数解算软件系统MERGREAS(Mercury Gravity Recovery and Analysis Software/System)。从星历预报、仿真观测量、精密定轨等3个方面与GEODYN-II软件进行详细的对比分析,两者一天内的探测器星历预报位置差异在10^(-7)～10^(-8) m的量级,速度差异在10^(-9)～10^(-12) m/s的量级;仿真双程测距差异接近10^(-4) m的量级,双程测速差异为4×10^(-6) m/s左右;仿真定轨差异则为X方向0.2 m,Y方向0.7 m,Z方向0.5 m,表明MERGREAS各项精度与GEODYN-II基本达到一致。模拟同波束数据进行水星探测器和着陆器定位解算,轨道器位置误差为1 m左右,着陆器位置误差为0.88 m;考虑水星重力场和自转模型误差的影响之后,解算的轨道器位置误差为13.6 m,着陆器位置误差为250.3 m。该软件可以为中国未来水星探测任务中的轨道跟踪数据处理提供参考,具有一定的应用价值。; 刘山洪鄢建国杨轩叶茂金炜桐李斐; 关键词：深空探测精密定轨

利用2006—2015年VLBI数据进行地球定向参数解算与分析被引量：4: 2019年; 目前正处在下一代甚长基线干涉测量(very long baseline interferometry,VLBI)系统的建设时期。利用维也纳VLBI与卫星软件(Vienna VLBI and satellite software,VieVS)解算了2006-2015年的VLBI数据,得到了10 a的地球定向参数(Earth orientation parameters, EOP)时间序列,并与国际地球自转服务机构的结果进行了对比。利用解算结果得到了10 a的日长变化时间序列,通过傅里叶分析得出了日长变化的短周期、半月周期、月周期、半年周期和周年周期,同时还分析得到了极移序列中的周年项和张德勒周期项以及章动改正序列中的自由核章动项。此次解算工作可为武汉大学卫星台站日后的VLBI数据解析积累一定的经验。; 李斐邵先远曲春凯鄢建国郝卫峰叶茂杨轩金炜桐; 关键词：VLBI 地球定向参数傅里叶分析

13m天线观测深空探测器数据的处理与分析被引量：1: 2020年; 武汉大学近年来逐步完善了13 m天线中用于深空探测的硬件设施,且收集了大量观测数据,包括月球探测器嫦娥三号(Chang’E-3, CE3)、火星探测器火星快车(Mars Express, MEX)和火星轨道勘察器(Mars Reconnaissance Orbiter, MRO)、土星探测器Juno等。对近两年的观测数据做了整体分析,包括信号接收功率、接收频率精度、氢钟稳定性、总相位抖动等方面。分析结果显示,接收信号的信噪比在制冷接收机安装之后提高了1倍,接收频率的精度在氢钟安装之后也提高了1倍,达到20 m Hz。13 m天线的氢钟在ms量级稳定性较差,但1 s稳定度达到10-12量级,能够满足当前深空探测的需求。另外,还提出一种事后计算总相位的方法,能够适应于极低信噪比情况。总相位受等离子体影响的分析结果与国际上研究结果接近。整体分析结果表明,13 m天线的观测数据除了可提取高精度多普勒频率应用于测定轨之外,还可提取相位抖动做空间介质等科学研究。; 贺庆宝陈祎豪杨轩鄢建国李斐; 关键词：等离子体氢钟信噪比

利用Rosetta无线电跟踪数据解算小行星(21)Lutetia质量与体积密度被引量：3: 2018年; 小行星的质量与体积密度是解释其内部结构和物质组分的重要参数,探测器飞掠则是精确获取该参数的主要手段之一.本文利用Rosetta探测器飞掠小行星(21) Lutetia期间的无线电跟踪数据,基于自研软件解算了小行星(21) Lutetia的质量并根据星载科学级相机确定的形状模型给出了体积密度的估计值.解算过程中,针对星上高增益天线在俯仰和方位两个自由度上的旋转特性,建模去除其产生的附加多普勒频移摄动量并给出具体数学公式;为提升质量估计的可靠性提出两种不同的解算策略,基于参数性质及结合几何构型从参数相关性及解算稳定性两方面进行了详细讨论.解算得到(21) Lutetia的质量为(1.696±0.014)×10^(18)kg (1σ,误差0.85%),体积密度为(3.4±0.3)×10~3kg/m^3.质量解算值与欧洲太空局(European Space Agency, ESA)的Rosetta科学团队提供的结果具有一致性,解算精度提高了15%.; 金炜桐李斐鄢建国叶茂杨轩; 关键词：体积密度

国内外深空探测器精密定轨软件研究综述及WUDOGS简介被引量：5: 2017年; 深空探测器精密定轨软件系统的研制在深空探测活动中是一个非常重要的环节,一直受到各大航天机构的重视。针对国内外深空探测器精密定轨软件平台的研究现状,重点介绍了具有代表性的美国JPL(Jet Propulsion Laboratory,喷气推进实验室)的DPTRAJ/ODP(Double Precision TRAJectory program/Orbit Determination Program,双精度轨道程序/定轨程序)和MONTE(Mission analysis,Operations,and Navigation Toolkit Environment,任务分析、操作和导航工具箱环境),GSFC(Goddard Space Flight Center,戈达德航天飞行中心)的GEODYN-II以及法国CNES(Centre National dEtudes Spatiales,国家空间研究中心)的GINS(Géodésie par Intégrations Numériques Simultanées,同步数值积分大地测量)软件系统,对这些软件的结构与功能进行了总结。之后对武汉大学自主研制的深空探测器精密定轨软件系统WUDOGS(Wuhan University Deep space Orbit determination and Gravity recovery System,武汉大学深空探测器精密定轨与重力场解算软件系统)的主要模块与功能进行了介绍,通过与GEODYN-II的交叉对比验证,表明:对于探测器的轨道预报,WUDOGS与GEODYN-II的1个月位置差异小于0.3mm,2d位置差值小于5×10^(-3) mm;双程测距、双程测速的理论计算值和GEODYN-II的差值RMS(Root Mean Square,均方根)分别在0.06mm,0.002mm/s的水平;WUDOGS目前已初步具备了月球和火星探测器精密定轨能力。最后对WUDOGS的下一步发展方向进行了展望。; 叶茂李斐鄢建国郝卫峰金炜桐杨轩曲春凯; 关键词：精密定轨软件系统深空探测

对一种月球与火星探测多程微波测量链路定轨定位的数值模拟初步分析被引量：4: 2018年; 轨道器精密定轨与着陆器的精确定位在深空探测任务中具有非常重要的科学意义。对一种月球与火星探测多程微波测量链路的定轨定位能力进行了初步仿真分析,推导了这种多程微波测量链路的测量模型,分析了该模型的优势。模拟仿真分析结果表明,此测量跟踪模式的数据具有提升轨道精度的潜在能力,并且同时求得着陆器的位置。定量分析表明,在考虑坐标系转换误差,重力场误差,行星历表误差以及星上转发误差的情况下,模拟1 mm/s的噪声,对于月球探测器来说,轨道器的定轨精度可达几米,着陆器的定位精度有望达到分米量级;对于火星探测器来说,轨道器的定轨精度可达到数10 m,着陆器的定位精度可达到几米。; 杨轩鄢建国叶茂金炜桐曲春凯刘素艳; 关键词：精密定轨

基于着陆器地基测量的火星定向参数确定: 2021年; 火星定向参数的精确测定对约束火星内部结构以及极区干冰变化的建模具有重要意义.基于未来的火星着陆任务,仿真分析了利用双程多普勒与距离测量方法直接跟踪着陆器,解算火星定向参数所能达到的精度.结果表明,通过双程多普勒和双程测距直接跟踪火星着陆器超过200个工作日,将显著提高火星岁差、章动以及日长变化参数的精度,约800个工作日后,岁差参数精度可较目前提高5–10倍,章动参数精度可达到10–30 mas,日长变化与钱德勒摆动参数精度可收敛至5–10 mas,这一精度水平可以满足研究火星内部结构与大气物质交换的需要.通过分析不同纬度着陆器的解算结果,发现高纬度的着陆器有必要进行距离测量,以保持岁差和章动参数的解算精度.此外,研究还发现,当火星星历误差小于75 m时,双程多普勒数据解算火星定向参数的精度不受影响,而对于双程测距数据来说,只有当火星历表精度优于0.15 m时,定向参数的解算结果才具有可信性.; 杨轩鄢建国鄢建国Dehant Véronique叶茂叶茂李斐; 关键词：火星着陆器多普勒

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