13 m天线观测深空探测器数据的处理与分析

作者：贺庆宝^*; 陈祎豪; 杨轩; 鄢建国; 李斐

来源：天文学进展, 2020, 38(04): 457-469.

DOI：10.3969/j.issn.1000-8349.2020.04.08

• 等离子体
• 氢钟
• 总相位
• 信噪比

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。

• 单位
  南方科技大学; 武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室