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1.
在对卫星所受的非保守摄动力研究中,对太阳辐射压摄动建模的研究发展迅速,而对地球辐射压摄动的研究相对缺乏,特别是其对中高轨卫星轨道影响的研究。在高精度人造卫星轨道确定中,地球辐射压摄动对于具有大面质比的导航卫星的影响越来越不可忽略。针对中国北斗导航卫星,基于地球辐射压的原理和影响机制,探讨了地球辐射压摄动建模的方法。针对北斗导航系统特点,利用地球表层的反照率和红外发射率的分布格网数据,建立了精确的地球辐射压模型,并利用全球MGEX站观测数据和中国区域监测站数据,进行了对北斗卫星引入地球辐射压模型的验证试验,分析了其定轨精度,检验了模型的正确性和可靠性。试验表明,对北斗卫星来说,在加入地球辐射压模型ERPM2(Earth radiation pressure model 2)后,轨道精度比不加入地球辐射压模型提高约4 mm;加入ERPM1模型则相应提高约2 mm。对部分卫星,加入地球辐射压模型后,其轨道精度修正量可达5～10 mm。通过卫星激光测距(satellite laser ranging,SLR)检核发现,加入ERPM2模型后,北斗中轨道地球卫星正常姿态时的轨道径向精度提高3.1 cm,GPS 036卫星轨道径向精度改善0.8～1.4 cm。因此,地球辐射压摄动模型在北斗导航卫星高精度轨道确定研究中具有一定的意义。 相似文献
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本推导建立了计算空间VLBI天线面有效截面的数学模型，它将适用于确定空间VLBI站轨道所需的太阳光压、大气阻力、地球反照压等非引力摄动模型中面质比的计算。 相似文献
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GPS定轨中的太阳辐射压模型 总被引：5，自引：0，他引：5
对于GPS这样的高轨卫星轨道的确定,最大的误差源为太阳辐射压摄动．近年来IGS各个数据处理中心提供的GPS星历精度越来越高,其中很重要的一个因素就是太阳辐射压摄动模型的不断完善．详细阐述了目前主要的7种太阳辐射压摄动模型后,给出了各种光压摄动模型的计算模型,并利用不同的摄动模型积分卫星轨道,得到不同模型在GPS卫星轨道积分中的精度．结果表明,Bern大学提供的3种模型对太阳辐射压的模拟较为准确,相对于其他4种模型,由其得到的GPS轨道精度有将近一个量级的提高． 相似文献
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本文提出一种近地卫星联合摄动的计算方法,给出近地卫星轨道在地球形状摄动和大气阻力摄动同量级时的计算公式。它适用于近地点地面高度在160公里≤z_0≤250公里,轨道偏心率在0≤e≤0.01的近地卫星。 相似文献
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本文选择1976年10月到1977年7月期间,全球对卫星STARLETTE激光测距的连续300天的观测资料,分析了海潮对该卫星轨道的摄动。1.在力学模型计及地球形状、大气阻力、日月引力、太阳辐射压和固体潮的摄动情形下,应用最大熵功率谱和周期图解法分析了所得STARLETTE的轨道倾角的残差。从中可明显地看出,海潮的4个主要分潮波K_1、P_1、K_2和S_2所产生的长周期(长于20天)摄动。2.以计及上述所有摄动并还包括海潮摄动在内的力学模型为基础产生模拟资料(即参考轨迹),然后应用计及上述所有摄动但海潮摄动却除外的力学模型数值积分所得的轨迹去拟合这些模拟资料的方法,估计了海潮对STARLETTE在5天弧段内的位置影响的数量级。 相似文献
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关于太阳系中光压对各种天体运动的影响问题 总被引：2，自引：0，他引：2
关于太阳辐射（简称光压）对各种天体（大行星、小行星、慧星以及各类航天器）运动的影响,本文从较完整的力学模型着手,作了详尽的分析,其结论是：由于太阳辐射相对较弱,而辐射压的作用大小还取决于承受天体的有效面质比,对太阳系中各自然天体（包括慧星的一些物理现象）运动的影响并不重要,而对各类航天器运动的影响却是不可忽视的。中文给出的力学模型和相应的研究方法,在一定条件下同样适用于强辐射的天体系统。 相似文献
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《天文学报》2014,(4)
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. 相似文献
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本文借用推广的卡尔曼(Kalman)滤波法实时处理几圈单站的激光测距资料来改进卫星的轨道,以达到精密预报此后近期内卫星位置的目的。在建立动力学模型中,计及了地球扁球形的摄动、大气阻力、太阳辐射压的效应以及日月引力摄动。在计算这些摄动过程中,地球重力位对带谐、扇谐和田谐项都展开到了第11次和第11阶;大气密度分布采用简化的“指数模型”;地影假定呈圆柱形;并以旋转的开普勒轨道求日月的地心坐标。在卫星的状态估计过程中应用推广的序列估计算法,借助数值积分方法积分状态向量和协方差矩阵。利用激光卫星LAGEOS的测距模拟资料和真实数据分别对本方法进行了检验。结果表明:应用本方法即使处理单站的少数几圈的观测数据,可相当精确地预报卫星在此后几圈的位置。如果处理更多圈数的数据,则卫星的预报可以达到更高的精度。并且由于按照本方法建立起来的计算程序可以在小型电子计算机,例如PDP11/60上实施,同时保持应有的精度,因此它颇具有实用的价值。 相似文献
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S. Ferraz Mello 《Celestial Mechanics and Dynamical Astronomy》1972,5(1):80-101
In this paper a new mathematical model is proposed for the study of the effects of the direct solar radiation pressure on the orbit of an artificial Earth satellite. The equations for the first order effects become canonical when a different definition for the orders of magnitude is adopted. This enables us the utilization of the method of Von Zeipel to eliminate all periodic terms. The model leads to the non-existence of pure secular perturbations owing to the direct solar radiation pressure on the metric elements: semi-major axis, eccentricity and inclination. Numerical examples built with an approximation for the shadow function show that the secular inequalities on the angle variables—longitude, perigee and node—are very small. 相似文献
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S. Hughes 《Planetary and Space Science》1977,25(9):809-815
An expression is derived for the solar radiation pressure disturbing function on an Earth satellite orbit which takes into account the variation of the solar radiation flux with distance from the Sun's centre and the absorption of radiation by the satellite. This expression is then expanded in terms of the Keplerian elements of the satellite and solar orbits using Kaula's method. The Kaula inclination functions are replaced by an equivalent set of modified Allan inclination functions.The resulting expression reduces to the form commonly used in solar radiation pressure perturbation studies (e.g. Aksnes, 1976), when certain terms are neglected. If, as happens quite often in practice, a satellite's orbit is in near-resonsnce with certain of these neglected terms, these near-resonant terms can cause changes in the satellite's orbital elements comparable to those produced by the largest term in Aksnes's expression. A new expression for the solar radiation pressure disturbing function expansion is suggested for use in future studies of satellite orbits perturbed by solar radiation pressure. 相似文献
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运动学定轨是星载GPS特有的定轨方法,该方法不依赖于任何力学模型(地球重力场、大气阻力及太阳辐射压等),尤其适用于受大气阻力影响严重的低轨卫星定轨.基于双频星载GPS数据,研究了运动学定轨原理,讨论了数据预处理方法,建立了一套非差运动学定轨算法.并以GRACE (Gravity Recovery And Climate Experiment)-A、B卫星2008年2月实测数据作为试算验证了本研究方法的有效性和可靠性.GRACE 卫星实测数据计算结果表明:运动学定轨能达到5 cm精度(相对于SLR (Satellite Laser Ranging)),与动力学和简化动力学定轨精度相当. 相似文献
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The orbit of the balloon satellite, Explorer 19, is analysed to determine the effects of direct solar radiation pressure over one revolution of the satellite (111 min) for MJD 42822 and MJD 42966. At the earlier date, the satellite entered the Earth's shadow, presenting an opportunity to examine the effectiveness of two different shadow models. The reflectivity of the surface of the satellite was estimated from analysis of the variations in orbital eccentricity over a period of 236 days.Although many of the parameters associated with the shape and orientation of the satellite are unknown, the theory for a non-spherical satellite is applied using trial and error methods to determine the parameters of best fit. The paper concludes with an examination of the perturbations in orbital eccentricity and inclination due to incident, specularly reflected, and diffusely reflected radiation. 相似文献
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对于在轨运行的BDS (BeiDou Navigation Satellite System)卫星, 太阳光压是作用在卫星上主要的非引力摄动. 受多种因素的影响, 太阳光压摄动力难以精确建模, 是BDS卫星精密定轨和轨道预报过程中重要的误差来源. 由于ECOMC (Empirical CODE Orbit Model 1 and 2 Combined)模型兼顾了ECOM1 (Empirical CODE Orbit Model 1)和ECOM2 (Empirical CODE Orbit Model 2)模型的特点, 在模型中引入了较多的待估参数, 使得参数之间存在强相关性. 针对ECOMC模型的这一缺陷, 文中收集了2019年1月至2022年4月武汉大学分析中心提供的BDS-3卫星精密星历, 采用动力学轨道拟合方法得到了ECOMC模型的13个光压参数. 通过对该模型的光压参数进行时间序列分析, 分别给出了BDS-3 IGSO (Inclined Geosynchronous Orbit)和MEO (Medium Earth Orbit)卫星光压模型的参数选择策略. 并利用轨道拟合和轨道预报试验, 验证了光压模型参数选择策略的合理性. 结果表明, 采用改进型ECOMC模型进行BDS-3 IGSO和MEO卫星轨道拟合的效果最佳, 同时, 也能够提升BDS-3 IGSO和MEO卫星中长期轨道预报的精度. 相似文献
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As a special approach to orbit determination for satellites with spaceborne GPS receivers, the kinematic Precise Orbit Determination (POD) is independent of any mechanical model (e.g., the Earth gravity ?eld, atmospheric drag, solar radiation pressure, etc.), and thus especially suitable for the orbit determination of Low Earth Orbiting (LEO)satellites perturbed strongly bythe atmosphere. In this paper, based on the space-borne dual-frequency GPS data, we study the kinematic POD, discuss the pre-processing of the data, and construct an algorithm of zero-difference kinematic POD. Using the observational data from GRACE (Gravity Recovery And Climate Experiment) satellites covering the whole month of February 2008, we verify the effectiveness and reliability of this algorithm. The results show that the kinematic POD may attain an accuracy of about 5 cm (with respect to satellite laser ranging data), which is at the same level as the dynamic and reduced-dynamic PODs 相似文献
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M. Cecília Zanardi R. Vilhena De Moraes 《Celestial Mechanics and Dynamical Astronomy》1999,75(4):227-250
The rotational motion of an artificial satellite is studied by considering torques produced by gravity gradient and direct solar radiation pressure. A satellite of circular cylinder shape is considered here, and Andoyers variables are used to describe the rotational motion. Expressions for direct solar radiation torque are derived. When the earths shadow is not considered, an analytical solution is obtained using Lagranges method of variation of parameters. A semi-analytical procedure is proposed to predict the satellites attitude under the influence of the earths shadow. The analytical solution shows that angular variables are linear and periodic functions of time while their conjugates suffer only periodic variations. When compared, numerical and analytical solutions have a good agreement during the time range considered. 相似文献
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A theory for the long-term variations in the orbit of a spherically symmetric satellite due to direct solar radiation pressure is tested using two satellite orbit analyses. The first of these analyses is in terms of mean elements for the balloon satellite Explorer 19. The results are compared with the expected theoretical variations with short-period terms omitted. The second analysis utilises satellite laser ranging observations of the geodetic satellite, Lageos. A novel long-term analysis technique is developed primarily for laser ranging studies. The technique is tested along with the solar radiation pressure perturbation theory by comparing the results from the theory and the analysis. 相似文献
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K. C. Pande 《Celestial Mechanics and Dynamical Astronomy》1983,29(2):101-106
Attitude dynamics of a gravity oriented satellite in the presence of solar radiation pressure is examined. It is shown that even with a small offset between the satellite center of mass and center of pressure, significant pointing errors may result from the parametric excitation of the attitude motion by the radiation pressure. The phenomenon is illustrated through the analysis of a simple configuration involving a spherical shaped satellite possessing a nonspherical but axisymmetric mass distribution. 相似文献
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2022年1月, 失效的北斗G2卫星被实践21号卫星从地球静止轨道拖入了坟墓轨道. 为了这项捕获任务的安全实施, 需要预先确定北斗G2的旋转状态. 基于过去10 yr的测光观测数据展示了北斗G2卫星自转的演化过程. 根据北斗G2的自转速度和轨道的演化, 确认了在过去的10 yr里发生的6次异常事件. 据推测, 2012年的小碎片碰撞事件, 是随后几年燃油泄漏的导火索. 2017年之后剩余燃油完全释放, 再也没有出现转速异常. 将2014年太阳能帆板损坏和2016年的解体事件后建立的旋转动力学模型外推1 yr, 转轴的标准偏差小于3°, 转速标准偏差为0.11°· s-1, 能够有效地满足捕获任务时刻旋转状态的精度要求. 相似文献