关键词 ：相位参考干涉测量 ；深空导航 ；无线 电干涉测量 ；相位模糊 中图分类号 ：Ｖ５５６ 文献标识码 ：Ａ 文章 编号 ：１０００—１３２８（２０１８）０２－０１４７—１１ ＤｏＩ：１０．３８７３／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００—１３２８．２０１８．０２．００５
Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ Ｐｈａｓｅ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｉｎｇ ＶＬＢＩ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｉｎ Ｄｅｅｐ Ｓｐａｃｅ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ
相位参 考 干涉测 量技术 是 近年来 深空导 航无 线 电干 涉测量 领域 兴起 的一 项新技 术 。无线 电干涉 测 量起 源于射 电天文 领 域 ，用 于深 空 航 天 器导 航 已有 四十多年 的历史 ，其 基 本 原 理 就是 利 用 两个 相 距 遥
收稿 日期 ：２０１７—０８－３１； 修回 日期 ：２０１７—１１－２１ 基 金 项 目 ：国家 自然科 学 基 金 （６１６０３００８）
２．Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｔｒａｃｋｉｎｇ ａｎｄ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００９４，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏ ｍ ｅｅｔ ｔｈｅ ｈｉｇｈ ｌｅｖｅｌ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｐａｃｅｃｒａｆｔ ａｎｇｕｌａｒ ｍ ｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ａｃｃｕｒａｃｙ ａｎｄ ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｓｐａｃｅｃｒａｆｔ ｒａｄｉｏ ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｒｙ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ ｉｎ ｄｅｅｐ ｓｐａｃｅ ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ，ｔｈｅ ｐｈａｓｅ ｒｅｆｅｒｅｎｃｉｎｇ ｖｅｒｙ ｌｏｎｇ ｂａｓｅｌｉｎｅ ｉｎｔｅｒｆｅｒ ｏｍ ｅｔｒｙ
号 只是一个 小 亮点 （放 大 部分 ），但 其天 球测 角 精 度 优于毫角秒 （ｍａｓ）量级 ，相当于在距 离地球 １８７亿 千米 的距 离上 横 向位 置 误 差 约 ８Ｏ千米 。获 得 这 种 高精 度 角 度 测 量 的 方 法 就 是 相 位 参 考 干 涉 测 量 技 术 。
（ＶＬＢＩ）ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｉｓ ｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｅ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ａｎｄ ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌ ｔｈｅｏｒｉｅｓ ｏｆ ｔｈｉｓ ｎｅｗ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ａｒｅ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ，ａｎｄ ｔｗｏ ｋｅｙ
ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ ｐａ ｒ ａｍｅｔｅｒｓ ａｒｅ ｔｈｅｎ ａｎａｌｙｚｅｄ． Ｔｈｅｎ， ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｐｈａｓｅ ｒｅｆｅｒｅｎｃｉｎｇ ＶＬＢＩ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ａｒｅ ｒｅｖｉｅｗｅｄ． Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅ ｓｏｆｔｗａｒｅ ａｎｄ ｈａｒｄｗａｒｅ ｉｎｆｒａｓｔｒｕ ｃｔｕｒｅｓ ｕｓｅｄ ｔｏ ｃｏｎｄｕｃｔ ａｎ ｅｘｐｅｒｉｍ ｅｎｔ ｏｆ ｔｈｉｓ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｉｎ Ｃｈｉｎａ ａｒｅ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ ｗｉｔｈ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ａ ｐｒｅｌｉｍｉｎａｒｙ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ ｉｎ Ｃｈａｎｇ’Ｅ－３ ｍｉｓｓｉｏｎ． Ｔｈｅ ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｈｉｇｈ—ａｃｃｕｒａｃｙ ｏｆ ｔｈｅ ｐｈａｓｅ ｒｅｆｅｒｅｎｃｉｎｇ ＶＬＢＩ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｈａｖｅ ｂｅｅｎ ｐｒｏｖｅｄ ｆｏｒ ｉｔｓ ａｐｐｌｉｎｇ ｉｎ ｆｕｔｕｒｅ ｍｉｓｓｉｏｎｓ ａｎｄ ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ ｔｈｅ ｃａｐａｂｉｌｉｔｉｅｓ ｏｆ ｒａｄｉｏ ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｒｙ ｉｎ Ｃｈｉｎａ．
摘 要 ：针对 深空导航 不断提高的测角精度需求和传统无线 电干涉测量技术所 面临的局限 ，介 绍了相位参考 干涉技术用于深空导航 的优势 ，重点分析 了该技术 的基 本原理 和两个关 键观测 参数 的影 响 ，综 述了该技 术在 国外 的研究进展情况 ，最后介绍 了我 国开展该技术 研究 的软硬件基础和利用嫦 娥三号任 务数据开展 的相位参考干涉测 量试验情况 ，试验结果 表明了基 于我国深空测 控资源开展该技 术研究 的可行 性和高精 度 ，有 助于推动该 技术转 向 实际工程应用 ，提高我国深空导航无 线电干涉测量水平。
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｐｈａｓｅ ｒｅｆｅｒｅｎｃｉｎｇ ＶＬＢＩ；Ｄｅｅｐ ｓｐａｃｅ ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ；Ｒａｄｉｏ ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｒｙ；Ｐｈａｓｅ ａｍｂｉｇ ｕ ｉｔｉｅｓ
０ 引 言
２０１３年 ９月 ，美 国 国 家 航 空 航 天 局 （Ｎａｔｉｏｎａｌ Ａｅｒｏｎａｕｔｉｃｓ ａｎｄ Ｓｐａｃｅ Ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ，ＮＡＳＡ）确认 旅 行者 １号 （Ｖｏｙａｇｅｒ一１）飞离 太 阳系 ，并 利 用 美 国 国家 射 电天 文 台 （Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｒａｄｉｏ Ａｓｔｒｏｎｏｍｙ Ｏｂｓｅｒｖａｔｏｒｙ， ＮＲＡＯ）所 属 的 甚 长 基 线 阵 （Ｖｅｒｙ Ｌｏｎｇ Ｂａｓｅｌｉｎｅ Ａｒｒａｙ，ＶＬＢＡ）对 其 进 行 了观 测 ，获 得 了旅 行 者 １号 目前 最为 精 确 的 位 置 ，如 图 １所 示 。 图 中 旅 行 者 １
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
ＬＩ Ｈａｉ．ｔａｏ ，ＺＨＯＵ Ｈｕａｎ ， ＺＨＡＮＧ Ｘｉａｏ—ｌｉｎ （１．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ ａｎｄ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｅｎｇａｎｅｅｆ ｉｎｇ，Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ａｅｒｏｎａｕｔｉｃｓ ａｎｄ Ａｓｔｒｏｎａｕｔｉｃｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １００１９１，Ｃｈｉｎａ；
第 ３９卷 第 ２期 ２０１８年 ２月
宇 航 学 报
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｓｔｒｏｎａｕｔｉｃｓ
Ｖｏ１．３９ Ｎ０．２ Ｆｅｂｒｕａｒｙ ２０１８
深 空 导 航 相位 参 考 干涉 测 量 技 术研 究
李海涛 ，周 欢 ，张晓林
（１．北京航空航天大学电子信息工程学院，北京 １００１９１；２．北京 跟踪与通信技术研究所 ，北京 １０００９４）