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较差VLBI (Differential Very Long Baseline Interferometer)深空导航定位本质上是VLBI测量技术的一个应用,主要包括VLBI相位参考技术(VLBI Phase-Referencing)、宽带VLBI技术(ADOR:Delta-Differential One-way Ranging)、窄带VLBI技术(ADOD:Delta Differential One-Way Doppler)以及同波束干涉测量技术。较差VLBI技术始于20世纪70年代,到目前为止,该技术在深空探测中扮演了重要角色,已经在多个著名的深空探测任务中充分发挥了作用。经过多年发展与应用,其定位精度从初期的十几毫角秒提高到九十年代的毫角秒量级,目前,该技对于与参考源的角距为3-6度的飞行器在X波段进行定位的角位置精度最好可达到0.1-0.2mas,已经成为NASA经常性的探测器导航服务项目。该论文第一章介绍了较差VLBI技术在深空探测中的发展历程,第二章对各种较差VLBI技术进行了详细介绍。虽然较差VLBI技术比传统的VLBI技术在精度上有很大的提高,但是该技术也面临很多难题。由于飞行器路径与参考源的切换受到工程的限制,切换时间不可以非常频繁,而且国际天球参考架(ICRF)并不是非常的致密,以至于不能在飞行器飞行的整个轨道上都找到合适的参考源,尤其是变轨前后或者捕获阶段,不一定能随时找到满足需要的参考源,往往二者之间的角距有可能达到10度水平,为了解决该难题,本文第三章介绍了基于嫦娥一号(CE-1)和嫦娥二号(CE-2),利用大量的VLBI实测数据,利用仿真计算,设计了多种方案来分析不同的观测切换时间以及校准源与目标源之间的空间角距对目标源大气延迟的修正效果,最终得出较差VLBI技术对大气延迟的修正效果可好于ps量级。为了很好的将较差VLBI技术应用在我国的深空导航任务中,中科院上海天文台在嫦娥二号任务期间在X波段进行了一系列ΔDOR测试,本文中第四章采用该测试的实验数据,重点介绍了10月3日和4日两次ΔDOR观测数据的初步处理,得到了两次试验的ΔDOR信号时延与时延率数据,时延测量精度可好于3ns量级,还根据当天的事后3小时定轨轨道(本文设为精密轨道),分析了ΔDOR信号VLBI时延数据和UXB测速测距数据的残差,然后利用这些数据进行定轨(分别为2小时和4小时弧段),并将定轨后的星历和事后3小时精密轨道进行比较,最终通过此方法对卫星的定位精度可好于20mas量级。