測軌、定軌彰顯技術(shù)創(chuàng )新
10月24日18：05，嫦娥一號從西昌衛星發(fā)射中心升空；
10月25日，衛星首次變軌；10月31日，衛星變軌奔月；
11月4日18時(shí)，衛星飛至距地面高度38萬(wàn)公里處，以每秒300多米的速度飛向月球捕獲點(diǎn)；
11月5日11時(shí)，衛星實(shí)施第一次近月制動(dòng)，距地面高度約為39萬(wàn)公里；
11月6日，衛星第二次制動(dòng)；
11月7日，衛星第三次近月制動(dòng)，進(jìn)入環(huán)月工作軌道……
在這個(gè)嫦娥一號的奔月日程表里，每一步都不容小覷。我們如何遙測40萬(wàn)公里之外的衛星動(dòng)態(tài)，如何將指令在最短的時(shí)間內傳達給“嫦娥”，測軌、定軌都是難題。
最讓研制人員緊張的是，不只是有測軌、定軌技術(shù)上的難關(guān)亟待攻破，還有軌道控制可靠性要求非常高。在繞月探測工程中，軌道控制次數多，條件苛刻，并且，由于地—月—衛星時(shí)空關(guān)系的限制，在地球飛往月球的途中只有單次機會(huì )實(shí)施軌控，軌道控制只能成功不能失敗。
面對深空測控的難題，針對我國航天測控系統的現狀，北京跟蹤與通信技術(shù)研究所的科技人員首次提出了利用“USB＋VLBI”聯(lián)合測軌的方法，提高定軌精度。
首先，提高USB測控系統的能力。天線(xiàn)的口徑和探測距離成正比，增大天線(xiàn)口徑可以增加探測距離。因此在USB測控系統中增建了18米單收天線(xiàn)，改善了原有設備系統的性能，使地面站作用距離從地球范圍延伸到月球范圍。
其次，在航天測控領(lǐng)域引入天文測量技術(shù)。為了進(jìn)一步滿(mǎn)足深空測控的要求，科技工作者又想到了天文測量技術(shù)。天文測量使用的射電望遠鏡能夠接收遙遠星系的射電源發(fā)出的寬帶微波輻射信號。雖然也叫“望遠鏡”，但射電望遠鏡并不是通常概念下的光學(xué)望遠鏡。它是由大口徑天線(xiàn)、低噪聲接收機和寬帶記錄裝置組成的無(wú)線(xiàn)電接收系統。
但是，單個(gè)射電望遠鏡無(wú)法實(shí)現測軌、定軌，必須將兩個(gè)以上的射電望遠鏡組合起來(lái)。其基本原理是，通過(guò)設在不同位置的天線(xiàn)，接收同一無(wú)線(xiàn)電信號，計算信號到達兩個(gè)天線(xiàn)的時(shí)間差，確定射電源相對于兩個(gè)天線(xiàn)的角度。通過(guò)三個(gè)不在一條直線(xiàn)上的天線(xiàn)，就可以確定射電源所在的方向。這種測量方法稱(chēng)為甚長(cháng)基線(xiàn)干涉測量技術(shù)，簡(jiǎn)稱(chēng)為VLBI。它通過(guò)無(wú)線(xiàn)電波干涉的方法，將間隔數百乃至數千公里的口徑較小的射電望遠鏡合成為巨大的綜合口徑望遠鏡，兩個(gè)望遠鏡之間的距離稱(chēng)為基線(xiàn)，基線(xiàn)越長(cháng)，VLBI就能獲得更高的分辨率，是目前分辨率最高的天文觀(guān)測技術(shù)。
VLBI系統一直用于天文觀(guān)測，主要應用于對射電星的研究，利用這一原理，可以通過(guò)射電望遠鏡接收衛星上發(fā)出的無(wú)線(xiàn)電信號，確定深空中衛星的角位置，并對與衛星鄰近的標校星同時(shí)觀(guān)測，可以進(jìn)一步提高對衛星角位置測量的精度。
USB+VLBI方案是以我國S頻段航天測控網(wǎng)為主，輔以中國科學(xué)院的VLBI天文測量系統，突破了VLBI系統原有的“事后處理”的天文觀(guān)測模式，實(shí)現了準實(shí)時(shí)處理，解決了“嫦娥”衛星遠程測控和高精度測軌、定軌的難題。
將天文測量技術(shù)與航天測控相結合，是嫦娥一號整個(gè)測控過(guò)程中非常關(guān)鍵的技術(shù)創(chuàng )新。董光亮將之總結為“最小的經(jīng)濟投入，解決了我國繞月探測工程的測定軌關(guān)鍵技術(shù)”，是“集成創(chuàng )新取得的成功”。
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