卫星摄动力仿真技术研究

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作者 辛强 包乾宗 +1 位作者 赵淑红 刘娅楠 《先进小卫星技术(中英文)》 2024年第5期8-21,共14页

针对卫星轨道的摄动影响分析与仿真是地球重力场反演的主要内容之一,高精度摄动力模型的构建对反演高精度的重力场模型至关重要。由于目前尚未有精确的卫星非保守力摄动模型,卫星所受到的非保守力只能通过星载加速度计进行在轨测量。利... 针对卫星轨道的摄动影响分析与仿真是地球重力场反演的主要内容之一,高精度摄动力模型的构建对反演高精度的重力场模型至关重要。由于目前尚未有精确的卫星非保守力摄动模型,卫星所受到的非保守力只能通过星载加速度计进行在轨测量。利用计算机仿真技术研究了保守力摄动和非保守力摄动因素对卫星轨道的影响,结合卫星在轨数据,提出了新的摄动力数学模型,定量分析和评估了各摄动加速度对卫星加速度的影响,研究成果对重力场探测和反演具有重要意义。 展开更多

关键词 重力卫星 轨道 摄动力 分析与仿真 重力场

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淮河上游生态需水量计算分析 被引量：14

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作者 蔡涛 李琼芳 +4 位作者 王鸿杰 李鹏 薛运宏 白林龙 刘轶 《河海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2009年第6期635-639,共5页

为分析计算淮河上游河流生态需水量,提出了丰水期、枯水期、平水期保证率分别为45%,75%,50%的淮河上游适宜生态径流计算方法,选用淮河上游干流息县、长台关以及大坡岭3个主要控制站1960-2005年历年天然来水量资料,计算了淮河上游最小生... 为分析计算淮河上游河流生态需水量,提出了丰水期、枯水期、平水期保证率分别为45%,75%,50%的淮河上游适宜生态径流计算方法,选用淮河上游干流息县、长台关以及大坡岭3个主要控制站1960-2005年历年天然来水量资料,计算了淮河上游最小生态径流和适宜生态径流,并运用Tennant法进行评价.结果表明,最小生态径流在很大程度上有损于河流生态系统稳定与健康;总体而言,3站适宜生态径流均可以使淮河上游河流生态环境状况达到最佳,但在某些年份各站实测月均流量小于其适宜生态径流量,而且丰水期适宜生态径流破坏率较枯水期的要高.因此,在某些年份为满足淮河上游适宜生态需水要求,还应增加河道内生态用水量. 展开更多

关键词 生态需水 最小生态径流 适宜生态径流 淮河上游

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太阳辐射指数F_(10.7)的中期预报方法 被引量：8

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作者 汪宏波 熊建宁 赵长印 《天文学报》 CSCD 北大核心 2014年第4期302-312,共11页

在低轨卫星的轨道计算中需要输入太阳辐射指数,它常用来描述太阳活动对高层大气密度的直接影响以及对轨道摄动的间接影响.因此太阳辐射指数的精度将影响轨道预报的精度.以太阳活动27 d短期震荡规律为基础,研究了一种利用135 d的辐射指... 在低轨卫星的轨道计算中需要输入太阳辐射指数,它常用来描述太阳活动对高层大气密度的直接影响以及对轨道摄动的间接影响.因此太阳辐射指数的精度将影响轨道预报的精度.以太阳活动27 d短期震荡规律为基础,研究了一种利用135 d的辐射指数历史数据对F_(10.7)进行54 d中期预报的方法,能够预测太阳在未来2个自转周内辐射指数的变化.通过与其他预报方法的比较,表明:(1)该方法显著优于传统的三角函数长期预报法;(2)短期预报7 d时方法略优于美国空间天气预报中心(Space Weather Prediction Center,SWPC)的方法,RMS(Root Mean Square)下降约19%;(3)中期预报27 d时该方法与国内常用的54阶自回归模型精度基本相当,但方法的参数和需要的历史资料都明显减少,在轨道计算中使用更为简便,而且精度稳定,在54 d时预报值和实测值之间的相关系数仍然优于0.92.该方法的特点是只利用辐射指数较少的历史资料,不需要额外的太阳观测资料作支撑,能进行长达54 d的中期预报,为航天任务中的轨道中短期预报提供合理、可靠的辐射指数. 展开更多

关键词 太阳 射电辐射 天体力学 方法 数值

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考虑地球扁率摄动影响的初轨计算方法 被引量：15

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作者 刘林 王歆 《天文学报》 CSCD 北大核心 2003年第2期175-179,共5页

在二体问题意义下的短弧定轨,Laplace型方法是最主要最典型的一种初轨计算方法。若测角资料达到10^(-4)-10^(-5)精度(相当于2"-20"之间),那么要使定轨精度达到与其相应的程度,地球非球形引力位中的扁率项摄动应该考虑,在此前... 在二体问题意义下的短弧定轨,Laplace型方法是最主要最典型的一种初轨计算方法。若测角资料达到10^(-4)-10^(-5)精度(相当于2"-20"之间),那么要使定轨精度达到与其相应的程度,地球非球形引力位中的扁率项摄动应该考虑,在此前提下,同样可以采用相应的Laplace型定轨方法。即给出这种严格包含扁率摄动的初轨计算方法的原理和具体计算过程以及计算实例。除采用多资料定轨方法外,这种方法也是提高初轨计算精度的一种途径,它同样可用于多资料的情况。这种方法对于大扁率主天体(即中心天体)的卫星定轨将更有实用价值。 展开更多

关键词 地球 扁率摄动 初轨 短弧定轨

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“嫦娥二号”卫星拓展试验轨道计算中心天体的选取 被引量：2

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作者 曹建峰 胡松杰 +4 位作者 黄勇 刘磊 刘勇 唐歌实 李勰 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 2013年第2期13-18,共6页

飞行器的星历积分不可避免涉及中心天体的选取问题。"嫦娥二号"卫星在拓展试验期间处于弱引力区,文章针对拓展试验期间的轨道状态,从受摄运动二体问题角度分析得出适宜选取太阳作为中心天体。进而结合真实力模型情况,使用行... 飞行器的星历积分不可避免涉及中心天体的选取问题。"嫦娥二号"卫星在拓展试验期间处于弱引力区,文章针对拓展试验期间的轨道状态,从受摄运动二体问题角度分析得出适宜选取太阳作为中心天体。进而结合真实力模型情况,使用行星星历表计算行星产生的摄动力,从理论上推导得出在忽略小天体摄动的前提下,由于摄动天体同时对中心天体和飞行器产生摄动作用,以地球为中心天体产生的摄动力类似于潮汐力,而以太阳为中心天体则不然,因而更适宜选取地球作为中心天体计算轨道运动问题。 展开更多

关键词 星历积分 中心天体 摄动二体问题 拓展试验 “嫦娥二号”卫星

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第三体摄动分析解的一种表达式 被引量：3

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作者 季江徽 刘林 张伟 《天文学报》 CSCD 北大核心 2000年第1期79-92,共14页

在太阳系中,大行星、小行星和卫星( 包括自然卫星和人造卫星) 等对应的运动问题,都可以处理成受摄二体问题,而摄动源又多为第三体.作为第三体的摄动天体,有的比运动天体离中心天体近,有的则相反,前者称为内摄天体,后者则称为外摄天体.... 在太阳系中,大行星、小行星和卫星( 包括自然卫星和人造卫星) 等对应的运动问题,都可以处理成受摄二体问题,而摄动源又多为第三体.作为第三体的摄动天体,有的比运动天体离中心天体近,有的则相反,前者称为内摄天体,后者则称为外摄天体.对一个具体的运动天体,可以同时出现这两类摄动天体.但是,只要运动天体与摄动天体的轨道都建立在以中心天体( 质心) 为坐标原点的同一坐标系内,那么在一定条件下( 即除运动天体与摄动天体的轨道有交叉情况外) ,可以构造一种第三体摄动分析解的统一表达式,这种表达式特别有利于了解小行星和自然卫星的运动状况,既可以体现运动天体轨道变化的特征,也便于对共振问题( 包括平运动意义下的轨道共振和慢变量对应的长期共振) 的分析和讨论.在此给出这种表达式的具体形式. 展开更多

关键词 受摄二体问题 中心天体 分析解 第三体摄动

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定点在日-地(月)系L1点附近的探测器的发射及维持 被引量：5

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作者 侯锡云 刘林 《天文学报》 CSCD 北大核心 2007年第3期364-373,共10页

在限制性三体问题中共线平动点附近的运动虽然是不稳定的,但可以是有条件稳定的,该动力学特征使得一些有特殊目的的探测器只需消耗较少的能量即可定点在这些点附近(如ISEE-3、SOHO).以日-地(月)系的L1点为例,根据其附近的运动特征,探讨... 在限制性三体问题中共线平动点附近的运动虽然是不稳定的,但可以是有条件稳定的,该动力学特征使得一些有特殊目的的探测器只需消耗较少的能量即可定点在这些点附近(如ISEE-3、SOHO).以日-地(月)系的L1点为例,根据其附近的运动特征,探讨定点探测器的发射与轨道控制问题,给出了相应的数值模拟结果,为工程上的实现提供理论依据. 展开更多

关键词 天体力学 三体问题 天体力学 限制性问题 天体力学 轨道计算和定轨

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近地卫星运动的坐标系附加摄动在拟平均根数法中的处理 被引量：5

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作者 汤靖师 刘林 《天文学报》 CSCD 北大核心 2010年第1期75-84,共10页

在常用的历元地心天球坐标系中研究和处理近地卫星的轨道问题,就必须考虑由于地球赤道面摆动所引起的坐标系附加摄动,正因为如此,给实际工作带来一些麻烦.关于这一问题,曾提出了一种针对瞬根数和平根数之间的转换(仅与坐标系附加摄动的... 在常用的历元地心天球坐标系中研究和处理近地卫星的轨道问题,就必须考虑由于地球赤道面摆动所引起的坐标系附加摄动,正因为如此,给实际工作带来一些麻烦.关于这一问题,曾提出了一种针对瞬根数和平根数之间的转换(仅与坐标系附加摄动的短周期项有关)的解决途径,但并未涉及采用分析法进行轨道外推的有关问题(这与坐标系附加摄动的长期和长周期项有关),这对处理近地卫星的轨道问题而言显然是不完整的.这里结合拟平均根数法进一步改进原提出的方法,较完善地解决这一坐标系附加摄动的计算问题.在此前提下,对于卫星定轨和预报及其相关工作,无论是采用数值法还是分析法,均可采用同一坐标系,即历元(目前是J2000.0)地心天球坐标系. 展开更多

关键词 天体力学 参考系 方法:分析

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摄动分析法在小推力轨道优化中的应用 被引量：1

9

作者 胡寿村 赵玉晖 +1 位作者 季江徽 侯锡云 《天文学报》 CSCD 北大核心 2015年第2期154-164,共11页

在对太阳系近地小行星的多目标多任务探测中,从大量小行星中快速筛选出可到达目标小行星是小推力轨道设计中一直在努力解决的问题.考虑了小推力作用下的探测器在行星际空间中的轨道运动,通过借鉴天体力学中摄动分析法的思想将小推力作... 在对太阳系近地小行星的多目标多任务探测中,从大量小行星中快速筛选出可到达目标小行星是小推力轨道设计中一直在努力解决的问题.考虑了小推力作用下的探测器在行星际空间中的轨道运动,通过借鉴天体力学中摄动分析法的思想将小推力作为摄动力来考虑,给出了1阶意义下给定时间内两条开普勒轨道在小推力作用下得以转移成功的必要条件.该条件形式上为几个始末轨道根数差的简单组合,计算量极小,可以用来迅速剔除掉许多无法在给定时间和小推力作用下直接到达的小行星,数值结果验证了近地小行星探测情况下该条件的有效性. 展开更多

关键词 天体力学:摄动理论 天体力学:人造卫星运动 行星与卫星:探测 小行星:普 通 方法:解析

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大椭圆空间碎片轨道寿命分析 被引量：2

10

作者 熊建宁 吴连大 赵长印 《天文学报》 CSCD 北大核心 2008年第3期297-305,共9页

日月摄动是影响大椭圆空间碎片轨道变化的主要动力学因素.本文推导出了日月摄动引起的大椭圆轨道近地点高度长周期项的分析表达式,对日月摄动引起的近地点变化基本特征进行了分析,并根据这种轨道变化特点给出了有利于空间碎片减缓的发... 日月摄动是影响大椭圆空间碎片轨道变化的主要动力学因素.本文推导出了日月摄动引起的大椭圆轨道近地点高度长周期项的分析表达式,对日月摄动引起的近地点变化基本特征进行了分析,并根据这种轨道变化特点给出了有利于空间碎片减缓的发射窗口选择方法,通过仿真计算验证了该选择方法的正确性. 展开更多

关键词 天体力学 轨道计算和定轨 天体力学 摄动理论

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LAMOST选星关键约束条件分析与建模 被引量：1

11

作者 任间 金革 +5 位作者 王坚 李锋 黄鲲 姚仰光 朱利平 袁海龙 《中国科学技术大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第6期657-661,共5页

针对LAMOST望远镜的特点提出了在制定星系红移巡天的观测计划过程中需要考虑的各种约束条件,重点对静态约束条件建立了算法模型,并通过模拟试验的方法分析了各类静态约束条件对观测产生的影响.

关键词 LAMOST 选星约束条件 巡天

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探测双星轨道演变及定轨精度分析 被引量：1

12

作者 吴功友 赵长印 +2 位作者 张荣之 王家松 汪宏波 《天文学报》 CSCD 北大核心 2007年第3期355-363,共9页

探测双星是中国目前在轨运行的大椭圆轨道卫星.自发射以来,双星轨道不断演变,对定轨和预报精度产生了一定影响.定性定量地分析了探测双星的轨道演变规律.在当前的跟踪模式下,根据轨道演变的不同阶段分析了相应的定轨预报精度,从而为卫... 探测双星是中国目前在轨运行的大椭圆轨道卫星.自发射以来,双星轨道不断演变,对定轨和预报精度产生了一定影响.定性定量地分析了探测双星的轨道演变规律.在当前的跟踪模式下,根据轨道演变的不同阶段分析了相应的定轨预报精度,从而为卫星应用部门调整计划模式,确保卫星有效载荷正常提供依据.最后,通过轨道演变的趋势预测了双星的轨道寿命. 展开更多

关键词 卫星 个别 天体力学 轨道计算和定轨

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星载加速度传感器的在轨运动影响 被引量：1

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作者 程芦颖 魏子卿 《武汉大学学报（信息科学版）》 EI CSCD 北大核心 2003年第4期455-457,共3页

加速度传感器测量卫星所受非引力加速度的精度是利用该技术精确恢复重力场的重要指标。根据卫星运动理论 ,给出了轨道升交点赤经摄动、近升距摄动、卫星运动、坐标轴旋转引起的加速度性质以及相应表达式。针对CHAMP卫星轨道 。

关键词 星载加速度传感器 在轨运动 加速度 精度 重力场 轨道升交点赤经摄动 近升距摄动 CHAMP 影响量级 坐标系

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利用Jacobi多项式计算倾角函数 被引量：1

14

作者 吴连大 汪宏波 马静远 《天文学报》 CSCD 北大核心 2013年第1期49-61,共13页

研究了一种利用Jacobi多项式计算倾角函数的方法,该方法表达式非常简单,不存在k和l是否同奇偶和计算非整数阶乘的问题,也不存在k<0和k≥0的转换问题,递推公式可使用标准的Jacobi多项式的递推公式.而且,计算精度和适应阶数可与Goodin... 研究了一种利用Jacobi多项式计算倾角函数的方法,该方法表达式非常简单,不存在k和l是否同奇偶和计算非整数阶乘的问题,也不存在k<0和k≥0的转换问题,递推公式可使用标准的Jacobi多项式的递推公式.而且,计算精度和适应阶数可与Gooding方法相当,计算时间比Gooding方法省9%. 展开更多

关键词 天体力学 方法 数值

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Hansen系数及其导数的直接计算方法 被引量：1

15

作者 吴连大 张明江 《天文学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第5期1-13,共13页

回顾总结了7种Hansen系数及其导数的直接计算方法,比较分析了这些方法的计算效率和计算稳定性.研究表明:Hansen系数的递推关系可以用来判别计算结果的稳定性.最后指出,Wnuk方法(双精度计算)和McClain方法(4精度计算)是稳定的,可以用来... 回顾总结了7种Hansen系数及其导数的直接计算方法,比较分析了这些方法的计算效率和计算稳定性.研究表明:Hansen系数的递推关系可以用来判别计算结果的稳定性.最后指出,Wnuk方法(双精度计算)和McClain方法(4精度计算)是稳定的,可以用来计算人造卫星轨道摄动.由于大多数人造卫星采用小偏心率轨道,需要计算无奇点摄动,推荐使用McClain方法1(4精度计算). 展开更多

关键词 天体力学 摄动理论: 摄动函数及其展开方法 方法: 数值

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计算倾角函数的改进Gooding方法 被引量：1

16

作者 吴连大 汪宏波 《天文学报》 CSCD 北大核心 2013年第1期62-72,共11页

将Gooding方法中的Vlmk（I）改写为便于计算的形式，并利用标准递推过程计算Almk（I）在规定惫和2同奇偶的前提下改写了Gooding的计算程序，使程序缩短了一半，提高了程序计算效率和可读性，计算时间缩短了41％，计算精度和稳定性也略... 将Gooding方法中的Vlmk（I）改写为便于计算的形式，并利用标准递推过程计算Almk（I）在规定惫和2同奇偶的前提下改写了Gooding的计算程序，使程序缩短了一半，提高了程序计算效率和可读性，计算时间缩短了41％，计算精度和稳定性也略有提高． 展开更多

关键词 天体力学 方法 数值

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倾角函数递推公式的两种推导方法 被引量：1

17

作者 吴连大 汪宏波 《天文学报》 CSCD 北大核心 2012年第5期402-410,共9页

推导了超几何级数两种重要的递推关系,并利用这些关系,推导出Gooding的倾角函数递推公式.此外,证明基于Jacobi多项式的递推关系,也可导出该递推公式,并且推导过程比超几何级数的递推更加简单.揭示了Gooding方法的实质是Jacobi多项式的递推.

关键词 天体力学 方法 数值

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杠杆点评估及设计空间抗差 被引量：2

18

作者 黄幼才 《测绘学报》 EI CSCD 北大核心 1993年第4期289-293,共5页

本文分析了杠杆点的几何含义和统计特征，从杠杆点的保差性，矩阵的摄动和参数估值可靠性的观点出发讨论了杠杆点的不利和有利的两个方面，提出了一个全面的设计空间抗差方案。

关键词 杠杆点 摄动 保差 测量 抗差估计

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太阳辐射压摄动计算的新进展 被引量：3

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作者 胡小工 《天文学进展》 CSCD 北大核心 1998年第1期8-16,共9页

介绍了一种新的建立太阳辐射压摄动模型的方法，即Vokrouhlicky等人提出的方法．该方法以辐射转移方程为基本数学工具，并运用相应的物理概念，通过对太阳辐射场强和辐射流量的计算来求出太阳辐射压摄动．此方法既适用于卫星处于地球半... 介绍了一种新的建立太阳辐射压摄动模型的方法，即Vokrouhlicky等人提出的方法．该方法以辐射转移方程为基本数学工具，并运用相应的物理概念，通过对太阳辐射场强和辐射流量的计算来求出太阳辐射压摄动．此方法既适用于卫星处于地球半影区内和地球阴影之外的情形，也适用于地球反照辐射压的计算．还介绍了该方法的一些计算结果，并简单评述了其不足之处． 展开更多

关键词 太阳辐射压 天体力学 摄动 定轨

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内摄型轨道共振

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作者 廖新浩 刘林 《天文学报》 CSCD 北大核心 1993年第3期322-332,共11页

本文讨论限制性三体问题中小天体与摄动天体之间的内摄型轨道共振,土卫七(Hype-rion)与土卫六(Titan)之间的4/3共振就属这种类型.内摄型的共振特征与外摄型轨道共振有明显的差别,但就共振结构而言,两者是一致的.

关键词 摄动 稳定平衡点 共振区域 轨道

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