从地球飞向月球的“高速公路”上，嫦娥三号会不会调皮地朝预先设定的轨道外“弯一弯”，用什么办法才能看到她的运行轨迹，在她走偏时及时拉她回来？

　　与两位“姐姐”不同的是，这次嫦娥三号不仅要“奔月”，还要真正地实现踏访月球，落到月球表面，并“放”出月球车“玉兔”畅游月球。怎样才能“看”到她完成这一系列动作，并确定她和“玉兔”在月球上的位置？

　　这些任务，由中科院上海天文台的VLBI（基本原理是把几个小望远镜联合起来达到一架大望远镜的观测效果）天文测量分系统这只“天眼”来完成。它是怎么工作的呢？记者走进位于上海佘山的上海VLBI深空探测指控中心一探究竟。

　　定位精度误差不到1公里

　　中科院上海天文台台长洪晓瑜说，着陆器落到月球表面后，有50分钟的稳定时间，要利用卫星测控系统精密测量它的位置。

　　“定位精度达到了1公里，即测量定位与它的实际位置相差不超过1公里。想做到这一点相当难。”洪晓瑜说，地月距离是38万公里，距离越远，同样的角度下，误差越大，1公里是个相当高的精度。目前，达到这一精度的可靠程度预计是99.7%。

　　怎样才能知道测量位置与实际位置相差不到1公里呢？洪晓瑜说，这要靠多次测量得知。“每天测量出来的数据之间相差不超过1公里，即可说明这一点。如果测量结果有时相差1公里，有时是5公里，测量的数据就有问题。”

　　当月球车“玉兔”从着陆器中被“放”出来后，测控系统的另外一个新测量手段——“同波束”也要大展身手。洪晓瑜介绍，着陆器着陆和月球车“玉兔”驶出后，都会向地面发射信号，VLBI测控系统要通过5台射电望远镜同时接收它传递到地面的信号，计算它与着陆器的相对位置。着陆器发出的信号较强，而“玉兔”的信号较弱，这也给测量提出了新挑战。

　　最快二十多秒完成定位

　　由于嫦娥三号新增了落月、软着陆和月球车开出后的测量和定位，北京飞行控制中心对测控系统提出了提供实时数据的新要求，着陆器落到月球表面后1分钟内，测控中心就要给出着陆器具体位置的数据，此后每5秒钟就要给出一个数据点。

　　“在嫦娥一号和二号任务中，北京飞控中心允许我们在接收到信号后延迟10分钟提供数据，这次提高到1分钟，比原来短太多，这就要求我们必须更改处理方法。”洪晓瑜介绍，以前是1分钟打一个数据包传递到下一个动作，现在必须变成数据流。

　　VLBI分系统副主任设计师黄勇介绍，上海、北京、昆明、乌鲁木齐四个VLBI观测站的5台大口径射电望远镜实时传输望远镜接收的嫦娥三号卫星信号，每个站的数据到达上海VLBI指挥调度和数据处理中心的时间只需几十毫秒，也就是在0.1秒也不到的时间里，数据会源源不断地传过来。

　　“而且数据要同时到达才能计算，所以我们在数据到达前加了一道‘缓冲池’，各路数据到了池里再送到下一级处理，计算出它的角度，然后再通过角度和距离，确定它的位置。”黄勇说，处理有很多个步骤，但现在最快二十几秒就能出来一个结果发给北京中心，比任务要求的1分钟要快很多。

　　短时定轨精度提高10倍

　　为了实现落月的要求，测控系统将短时间定轨的精度比以前提高了10倍。对信号的精度影响较大的因素之一是大气层和电离层的阻隔，它们会使信号的传输产生延迟和误差。“如果不把延迟时间处理掉，得出的数据会是现在的几十倍，对定位会产生很大的影响。可以说，不修正这个指数就没法用。”上海天文台射电天文科学与技术研究室主任郑为民说。

　　这次，科研人员用了一种新的测量方法，即对射电源和卫星信号交叉观测，简单说来，就是观察一会射电源，观察一会卫星信号。射电源采用的是卫星在天空中飞过时离它较近的射电源，通过两种信号的交叉校准，能把信号穿过大气层和电离层时的延迟时间处理得更加精准。这个方法在嫦娥二号任务时已做过实验，这次是首次在工程上应用。  

　　本报记者 姜燕