微米级微波测距系统时延稳定性的测试研究①

焦仲科，王登峰，刘 玄，任 帅，杨姗姗，钟兴旺

(中国空间技术研究院西安分院，西安 710000)

0 引言

地球重力场是地球基础物理场之一，反映地球物质分布与运动、地球表层及内部密度分布，决定着大地水准面的起伏和变化，是国家重要的战略资源，在地球物理学、大地测量学、海洋学和冰川学等领域的科学研究具有重要的价值及意义[1-5]。

低低卫-卫跟踪重力测量卫星是快速获取全球中长波重力场数据、反演高精度地球重力场模型、测定全球时变重力场的重要系统，其天基部分是由运行在500 km高度近圆轨道、星间距离约200 km左右的两颗卫星组成，搭载微米级微波测距系统、加速度计、GNSS接收机等主要载荷，分别完成双星之间距离变化、非保守力的测量、精密轨道确定及精密定时。其中，微米级微波测距系统是低低卫-卫跟踪重力场探测卫星的核心载荷，是反演地球重力场的主要数据来源，主要任务是测量两颗卫星之间的距离变化，要求距离变化的测量精度达微米量级。微米级的测量精度几近达微波测量的极限水平，对微波测距系统的要求十分严苛。为满足微米量级的测量精度，需严格控制并精确测量微米级微波系统的时延稳定性，要求达几十微米/摄氏度[6-10]。

文章概述了星载微米级微波测距系统，设计了有源组件时延稳定性测试方案，搭建了测试平台，对有源组件进行时延稳定性试验，得到微米级微波系统有源组件部分的时延稳定性指标，并结合无源组件的时延稳定性，验证了卫星轨道谐波误差及测距系统测量精度，为高精度测距载荷的研制提供支撑。……