深空飞行器开环测速测相测幅关键技术及在行星地基掩星观测中应用研究

在行星探测跟踪和无线电掩星观测中所急需从深空飞行器发送的下行信号中提取高分辨率的单程多普勒频率幅度和相位信息，以及可配置式软件无线电数字式多普勒接收机。本课题结合我国深空探测的技术需求和瓶颈，集中突破实时单程Doppler关键技术，研发一种用于仅仅使用单程Doppler和开环差分Doppler(DOD)技术用于深空测轨的多普勒数字式接收机，精确地测量从深空飞行器下行无线信号的单向多普勒信息，包括多普勒频率、积分总相位和相对振幅的变化。采样数据的分辨率达到10MSPS和16bits，多普勒提取间隔从0.1s到60秒。跟踪火星快车和金星快车的实验结果表明了单程多普勒观测技术的可行性和有效性。.行星无线电掩星技术是众多行星大气探测方法中最早提出的,最早实现的方法之一,也是几乎所有深空行星探测器都实施的实验手段之一.利用已开发的行星无线电掩星观测数据处理软件和PDS公布的Mars Express无线电掩星观测数据,反演得到了火星大气的温度、压强和数密度廓线以及电离层的电子密度廓线,并与ESAMaRS团组公布的结果进行了比较,验证了反演软件的正确性.利用上海佘山VLBI射电天线和东南大学与上海天文台合作开发的多通道无线电数字接收机,进行了多次Mars Express和Venus Express轨道器的试观测,得到了一些初步观测结果。