以往运载火箭飞行控制大多采用惯性制导的方式，通过惯性测量设备测量和计算火箭运动参数，来导引和控制火箭按预定轨道飞行，控制飞行精度，保证有效载荷进入轨道目标区，其入轨精度为XX级，有效载荷与火箭分离后，再通过自身的轨道调整，使其进入精确的运行轨道，这个过程需要消耗大量的燃料，而运载火箭的精确入轨可以减少飞船变轨距离和次数，节省下更多的燃料，为在轨运行期间应对突发事件或开展更多空间试验留下余地，因此提高火箭的入轨精度显得至关重要。
以我国首次交会对接任务为例，为实现天宫一号与飞船的顺利对接，对飞船的入轨精度要求极高，为达到入轨精度要求，控制系统首次采用新的制导方式，在这种新的制导方案中，需要外部提供精确的定位数据，稳定精确的数据来自于卫星导航接收机，因此在该制导方式中卫星导航接收机发挥着极其重要作用。传统的卫星导航接收机无法适应箭体垂直飞行或姿态旋转，为确保交会对接任务能够获得稳定高精确的定位数据，接收机采用空间四重分集接收方案，如下图所示。


该方案的总体设计思路为：在箭体的侧面对称安装四个卫星接收天线，四个接收天线位于箭体的四个象限，因此Ⅰ、Ⅲ象限和Ⅱ、Ⅳ象限的天线不会共视同一颗卫星，而相邻的两个象限一般会共视一颗卫星。因此Ⅰ、Ⅲ象限中只有一个象限的信号有效，通过对信号功率的判决选择出有效的支路；同理，从Ⅱ、Ⅳ象限中也选择出一个有效信号，对于选择出的两路有效信号再按最佳比例合成进行最优分集处理，以确保在载体姿态变换过程中卫星信号的连续，完成不间断导航定位，并将高精度的定位测速数据提供给控制系统，实现精确入轨，同时将高精度原始数据提供给遥测系统，实现高精度飞行轨迹测量。
卫星导航接收机在运载火箭制导系统的成功应用，使运载火箭的入轨精度提高了一个数量级以上，并不断创造我国运载火箭发射的入轨精度纪录。该技术方案解决了垂直发射或姿态剧烈变化（尤其是高速自旋）载体的收星定位的稳定性，可广泛应用于各类运载火箭，在新型的运载火箭中卫星导航接收机将发挥更大的作用，应用前景广阔，预计将取得巨大的社会效益和经济效益。
[作者简介]
霍学东，男，1978年2月出生，高级工程师，多年从事各类卫星导航设备的总体设计和卫星信号处理方面研究。
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