近期，中国科学院上海天文台研究团队围绕卫星激光测距在空间飞行器精密定轨与时频比对中的应用开展研究，并取得系列进展。双程往返卫星激光测距与地基无线电测距融合精密定轨研究成果发表于《中国科学：物理学 力学 天文学》；基于单程激光测距的地月空间飞行器精密定轨与时频比对研究成果发表于《Advances in Space Research》。

图1 TD-1和DRO-A卫星双程往返激光测距示意图

在深空测控网无线电测距基础上，融合卫星激光测距数据后，天都一号通导技术试验星（TD-1）和绕月远距离逆行轨道卫星（DRO-A）定轨重叠弧段三维位置差异分别由656 m和854 m减小至179 m和266 m。利用卫星激光测距数据对无线电测距数据的定轨结果进行外部检核，DRO-A和TD-1无线电测距精密定轨的径向精度分别优于5 m和20 m。

研究团队构建了皮秒级精度的地月空间时频比对计算模型，形成了一套可直接嵌入时频传递数据处理软件、误差边界明确并经过软件闭环验证的工程化计算方法。该模型成功应用于DRO-A卫星星地激光时频传递的数据处理。DRO-A卫星星地单程钟差测量的1 s标准点精度约为50 ps，阿伦偏差达到3×10⁻¹²@30 s。

图2左栏: DRO-A单程激光时频比对钟差测量高阶多项式拟合残差；右栏：原始测量钟差阿伦偏差结果。实验时，地面配置EndRun Meridian II GPS驯服高稳时钟，星上配置铷原子钟。

本次地月空间激光测距与时频比对实验所使用的关键星载激光载荷均由中国科学院上海天文台研制。研究团队研制了搭载于DRO-A卫星的星载激光时差测量仪和单角锥激光角反射器；同时，为TD-1通导技术试验星研制了单角锥激光角反射器。

图3 激光时差测量仪和单角锥激光反射器

该研究的第一作者为上海天文台的博士后耿仁方，论文的通讯作者为上海天文台的黄勇研究员，合作者包括的云南天文台的李语强研究员课题组、空间应用工程与技术中心的王文彬研究员、深空探测实验室的陈晓研究员等。

论文链接：

https://doi.org/10.1016/j.asr.2026.09.011

https://doi.org/10.1360/SSPMA-2026-0280

科学联系人：

黄勇，yongh@shao.ac.cn