一种基于星间方向观测的初轨计算方法 被引量：18

1

作者 甘庆波 马静远 +2 位作者 陆本魁 陈务深 掌静 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期619-622,共4页

基于天基网空间监测的技术背景,用一已知轨道的天基观测平台对不明空间目标的方向观测,在定轨精度要求并不太高的要求下,研究了单颗卫星的天基平台定初轨的问题,并提出了一套基于此观测模型的中低轨空间目标的初轨计算方法。通过模拟生... 基于天基网空间监测的技术背景,用一已知轨道的天基观测平台对不明空间目标的方向观测,在定轨精度要求并不太高的要求下,研究了单颗卫星的天基平台定初轨的问题,并提出了一套基于此观测模型的中低轨空间目标的初轨计算方法。通过模拟生成测角资料对方法进行检验,计算结果显示方法在目前提出的定轨精度下是稳健可行的。 展开更多

关键词 天体力学 空间监测 定轨精度 初轨计算

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空间飞行器轨道确定的B样条逼近方法 被引量：5

2

作者 宋叶志 黄勇 +2 位作者 胡小工 李培佳 曹建峰 《天文学报》 CSCD 北大核心 2013年第4期370-381,共12页

动力学定轨是空间飞行器精密轨道确定的基本方法.然而,有些情况下,对飞行器进行精确的力学建模是困难的.基于函数逼近理论,给出了B样条逼近空间飞行器统计意义下的轨道确定方法.为了验证方法的有效性,分别对LEO(Low Earth Orbit)、MEO(M... 动力学定轨是空间飞行器精密轨道确定的基本方法.然而,有些情况下,对飞行器进行精确的力学建模是困难的.基于函数逼近理论,给出了B样条逼近空间飞行器统计意义下的轨道确定方法.为了验证方法的有效性,分别对LEO(Low Earth Orbit)、MEO(Medium Earth Orbit)和HEO(Highly Eccentric Orbit)卫星进行了轨道确定数值试验,计算结果证实方法精度可靠、解算稳定.B样条逼近轨道确定方法与坐标系的选择无关,既可以在协议天球坐标系下解算,又可以在协议地球坐标系下解算.B样条逼近可以直接计算飞行器位置和速度,不需要对动力学状态方程进行积分,也不需要计算状态转移矩阵,使得定轨计算量相对于动力学定轨大幅减少.方法既有一定的理论意义,又可以作为工程应用中空间飞行器轨道确定的一个常规算法. 展开更多

关键词 航天器 天体力学 轨道计算和定轨 方法 数值

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基于SLR精密轨道的天文定位精度分析 被引量：10

3

作者 孙明国 刘承志 +3 位作者 范存波 赵罡 李振伟 梁智鹏 《天文学报》 CSCD 北大核心 2012年第2期153-160,共8页

利用全球卫星激光测距服务系统(ILRS,International Laser Ranging Service)标准点资料对Ajisai卫星进行精密定轨,残差均方根(RMS)优于3 cm,得到该星的精密轨道.进而对长春站40 cm空间碎片光电望远镜获得的Ajisai卫星的天文定位资料进... 利用全球卫星激光测距服务系统(ILRS,International Laser Ranging Service)标准点资料对Ajisai卫星进行精密定轨,残差均方根(RMS)优于3 cm,得到该星的精密轨道.进而对长春站40 cm空间碎片光电望远镜获得的Ajisai卫星的天文定位资料进行精度分析,外符合精度约3″左右.单独利用天文定位数据进行轨道改进,内符合精度优于3″.改进轨道的x、y、z坐标3分量在观测数据覆盖范围内的精度在100 m之内.同样地对Jason-1卫星作数据分析,结果和Ajisai卫星精度相当.分析各个弧段的精度变化,发现定标星个数减少,会导致天文定位精度下降.据此提出可以把最少定标星比例作为评定数据质量的参考指标之一. 展开更多

关键词 航天器 天体力学 轨道计算与定轨 方法 数据分析

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LAGEOS卫星精密定轨及残差分析 被引量：16

4

作者 冯初刚 朱元兰 张飞鹏 《天文学报》 CSCD 北大核心 2003年第1期55-64,共10页

介绍LAGEOS卫星用卫星激光测距(SLR)资料精密定轨和在精密定轨基础上的残差分析处理。SLR资料的分析处理方法、采用的力学模型和解参数的多少根据目标的不同而不同。对不同的方案进行了详细分析、比较。其关键是对LAGEOS卫星进行精密定... 介绍LAGEOS卫星用卫星激光测距(SLR)资料精密定轨和在精密定轨基础上的残差分析处理。SLR资料的分析处理方法、采用的力学模型和解参数的多少根据目标的不同而不同。对不同的方案进行了详细分析、比较。其关键是对LAGEOS卫星进行精密定轨。得出了目前上海天文台在SLR资料的分析处理中已采用的解算模式。作为例证,该解算模式分析处理了1998年12月31日至1999年6月29日LAGEOS卫星的SLR资料,得到每3天一个弧段的精密轨道。结果显示每3天一个弧段的定轨残差rms都小于2厘米。上海天文台从1999年10月1日开始了全球LAGEOS-1和LAGEOS-2资料的快速分析服务,结果可从APSG的网址:http://center.shao.ac.cn/APSG/result获得。 展开更多

关键词 残差分析 LAGEOS卫星精密定轨 卫星激光测距 SLR资料 力学模型 解算模式

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双星定位系统在中低轨卫星定轨中的应用 被引量：14

5

作者 胡松杰 刘林 陈力 《天文学报》 CSCD 北大核心 2002年第3期293-301,共9页

对双星定位系统在中低轨卫星轨道确定中的应用做了详细的分析,给出了在该系统的测量模式下中低轨卫星定轨的几种方法.通过对这些方法进行的大量模拟计算和分析,结果表明作为双星定位系统的一种潜在功能,用其对中低轨卫星定轨是可行的.

关键词 双星定位系统 中低轨卫星 天体力学 人造卫星运动 轨道确定

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卫星钟差预报模型中周期项的选取方法及性能分析 被引量：5

6

作者 张杰 周渭 +1 位作者 宣宗强 孙海峰 《天文学报》 CSCD 北大核心 2013年第3期282-290,共9页

针对卫星钟差预报(SCB)中周期项选取方法存在的问题,在分析卫星钟周期波动特性的基础上,给出了正确的周期项选取方法,并与现有方法进行了比较.利用IGS(International GNSS Service)的卫星钟差数据,比较分析了二次多项式加周期项模型与... 针对卫星钟差预报(SCB)中周期项选取方法存在的问题,在分析卫星钟周期波动特性的基础上,给出了正确的周期项选取方法,并与现有方法进行了比较.利用IGS(International GNSS Service)的卫星钟差数据,比较分析了二次多项式加周期项模型与传统模型的预报精度.从理论上分析了周期项对传统模型的改善程度及适用条件.结果表明:按照提出方法得到的周期项更符合实际,将其应用于钟差预报时能获得更高的预报精度,大量仿真实验还表明卫星钟周期性波动相对较大时周期项对传统模型有明显改善. 展开更多

关键词 天体测量学 时间 天体力学 轨道计算和定轨 方法 数值

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环月飞行器精密定轨的模拟仿真 被引量：16

7

作者 胡小工 黄珹 黄勇 《天文学报》 CSCD 北大核心 2005年第2期186-195,共10页

以中国正在实施的探月计划“嫦娥1号”工程为背景,分析了在中国联合S波段(USB)测控网和甚长基线射电干涉(VLBI)跟踪网的现有空间分布、观测精度水平下的环月飞行器精密定轨.采用的方法是模拟仿真计算,即首先模拟观测数据,然后在计入各... 以中国正在实施的探月计划“嫦娥1号”工程为背景,分析了在中国联合S波段(USB)测控网和甚长基线射电干涉(VLBI)跟踪网的现有空间分布、观测精度水平下的环月飞行器精密定轨.采用的方法是模拟仿真计算,即首先模拟观测数据,然后在计入各误差源的影响后进行求解,并对解算结果进行比较.模拟仿真的工具是美国宇航局哥达德飞行中心的空间数据分析软件系统GEODYN.环月飞行的主要误差源是月球重力场, 为此首先讨论了目前精度最高的月球重力场模型JGL165P1的(形式)误差.在模拟了测距、测速以及VLBI的时延、时延率数据后,计入月球重力场的误差进行精密轨道确定. 定轨时采用了减缩动力学(reduced dynamic)方法,即选用合适的经验加速度参数吸收重力场误差对定轨的影响.结果表明对于一个不将月球重力场作为主要科学目标的探月计划(如“嫦娥1号”),减缩动力学方法是一个简单、有效地提高环月飞行器定轨精度的方法. 展开更多

关键词 环月飞行器 精密定轨 模拟仿真 月球 重力场

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基于误差发散规律的低轨卫星大气阻力系数计算方法 被引量：9

8

作者 汪宏波 赵长印 +1 位作者 柳仲贵 张伟 《天文学报》 CSCD 北大核心 2016年第4期447-460,共14页

低轨卫星轨道预报精度受到大气模型和大气阻力系数精度的制约,给一些高精度的空间和航天任务带来不利影响.提出了一种基于沿迹方向误差发散规律的大气阻力系数计算新方法.首先通过理论推导给出低轨卫星轨道预报中沿迹误差发散的分析表达... 低轨卫星轨道预报精度受到大气模型和大气阻力系数精度的制约,给一些高精度的空间和航天任务带来不利影响.提出了一种基于沿迹方向误差发散规律的大气阻力系数计算新方法.首先通过理论推导给出低轨卫星轨道预报中沿迹误差发散的分析表达式,定量描述初值误差和模型误差对沿迹误差的综合影响;提出利用定轨段的基本信息,优选预报段所采用的阻力系数,抑制沿迹误差的发散速率,从而降低沿迹方向预报误差的最大值,提高短期预报精度.以400 km附近的GRACE-A卫星的全弧段星载GPS高精度资料为基础,检验了方法的精度和成功率.结果表明:相对于传统的定轨预报方法,新方法能提高24 h短期预报精度约45%,成功率约71%,总体有效率约86%;方法对低、中、高等3种太阳辐射水平均有效,对于中低等级的地磁扰动也有效,具备较好的应用价值. 展开更多

关键词 天体力学:轨道计算和定轨 方法:数值 高层大气阻力

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电子篱笆稀疏资料定轨方法研究 被引量：5

9

作者 曹志斌 徐劲 +2 位作者 马剑波 胡卫东 方艾里 《天文学报》 CSCD 北大核心 2008年第4期444-454,共11页

基于Lambert方程和空间几何知识,给出了适用于空间监视电子篱笆设备稀疏观测资料轨道确定的方法.通过对大量目标的模拟试验表明,该方法确定的初始轨道能使轨道改进收敛,定轨精度优于100米,证明该方法适用于电子篱笆对绝大部分空间目标... 基于Lambert方程和空间几何知识,给出了适用于空间监视电子篱笆设备稀疏观测资料轨道确定的方法.通过对大量目标的模拟试验表明,该方法确定的初始轨道能使轨道改进收敛,定轨精度优于100米,证明该方法适用于电子篱笆对绝大部分空间目标观测数据的轨道确定.最后讨论了篱笆布站纬度对定轨应用的影响. 展开更多

关键词 仪器 其它诸多方面 天体力学 轨道计算和定轨

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SGP4/SDP4模型精度分析 被引量：43

10

作者 韦栋 赵长印 《天文学报》 CSCD 北大核心 2009年第3期332-339,共8页

本文基于最新发布的SGP4/SDP4(Simplified General Perturbation Version 4/Simplified Deep-space Perturbation Version 4)模型设计了一套定轨方案,从空间目标库中挑选出不同类型和轨道参数的1120个目标进行计算,定量给出了SGP4/SDP4... 本文基于最新发布的SGP4/SDP4(Simplified General Perturbation Version 4/Simplified Deep-space Perturbation Version 4)模型设计了一套定轨方案,从空间目标库中挑选出不同类型和轨道参数的1120个目标进行计算,定量给出了SGP4/SDP4模型处理不同类型空间目标的定轨预报精度.结果表明:近地目标定轨精度为百米量级;半同步和同步轨道定轨精度平均为0.7和1.9km。椭圆轨道目标的定轨精度与偏心率有关,除少数e>0.8的椭圆轨道目标,绝大多数椭圆轨道目标定轨误差均小于10km。用SGP4/SDP4模型对近地目标预报3天,半同步轨道预报30天,同步轨道预报15天,椭圆轨道预报1天,预报误差一般不超过40km。 展开更多

关键词 航天器 天体力学 轨道计算和定轨

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星载GPS低轨卫星运动学定轨及研究进展 被引量：7

11

作者 吴江飞 杜鹏 +1 位作者 王磊 黄珹 《天文学进展》 CSCD 北大核心 2006年第2期113-128,共16页

重点论述了星载GPS低轨卫星运动学定轨的基本原理和方法,指出了各种运动学定轨法的优点和不足,分析了各种运动学定轨法解算的特点,并给出了相应的处理策略,同时着重介绍了星载GPS低轨卫星运动学定轨及相关研究的进展。

关键词 天体力学 运动学定轨 综述 GPS 低轨卫星

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两行根数辅助的SLR单站定轨 被引量：6

12

作者 梁智鹏 刘承志 +1 位作者 范存波 孙明国 《天文学报》 CSCD 北大核心 2012年第2期137-144,共8页

单站测距资料定轨的困难限制了漫反射SLR(Satellite Laser Ranging)测距资料的应用.为此,提出利用两行根数模拟多站SLR测距资料作为辅助,实现单站SLR测距资料定轨的方法.该方法对卫星Ajisai单站SLR测距资料定轨并生成5 d预报轨道,误差小... 单站测距资料定轨的困难限制了漫反射SLR(Satellite Laser Ranging)测距资料的应用.为此,提出利用两行根数模拟多站SLR测距资料作为辅助,实现单站SLR测距资料定轨的方法.该方法对卫星Ajisai单站SLR测距资料定轨并生成5 d预报轨道,误差小于40 m,实现利用单站测距资料的轨道改进,验证了方法的可行性. 展开更多

关键词 航天器 天体力学 轨道计算与定轨

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卫星星座与编队飞行问题综述 被引量：9

13

作者 胡松杰 王歆 刘林 《天文学进展》 CSCD 北大核心 2003年第3期231-240,共10页

卫星应用的日益发展需要由多颗卫星组成的卫星系统(形成各种类型的星座)来替代单颗卫星,这就给卫星轨道力学的应用增加了一些新内容。重点阐述了卫星星座整体结构的演化、卫星星座编队飞行中的星-星相对几何构形及其保持问题,以及星座... 卫星应用的日益发展需要由多颗卫星组成的卫星系统(形成各种类型的星座)来替代单颗卫星,这就给卫星轨道力学的应用增加了一些新内容。重点阐述了卫星星座整体结构的演化、卫星星座编队飞行中的星-星相对几何构形及其保持问题,以及星座卫星定轨所涉及的测控方式和天地基网联合定轨问题。这些内容都是卫星星座轨道力学中的重要组成部分。 展开更多

关键词 天体力学 卫星星座 编队飞行 综述 力学机制 天地基网联合定轨 轨道力学

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分布逼近的卡尔曼滤波及其在星载GPS卫星定轨中的应用 被引量：10

14

作者 吴江飞 黄珹 《天文学报》 CSCD 北大核心 2005年第1期55-61,共7页

探讨了利用推广卡尔曼滤波估计非线性系统状态时存在的问题,进而简要介绍了 目前自动控制领域广泛使用的分布逼近的卡尔曼滤波UKF(Unscented Kalman Filter). 考虑到卫星定轨中系统的动态方程和量测方程存在严重非线性的情形,提出了将UK... 探讨了利用推广卡尔曼滤波估计非线性系统状态时存在的问题,进而简要介绍了 目前自动控制领域广泛使用的分布逼近的卡尔曼滤波UKF(Unscented Kalman Filter). 考虑到卫星定轨中系统的动态方程和量测方程存在严重非线性的情形,提出了将UKF用 于星载GPS卫星定轨.实例计算结果表明,UKF的性能要优于推广卡尔曼滤波. 展开更多

关键词 星载 推广卡尔曼滤波 GPS卫星 状态 估计 性能 非线性 动态方程

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一种适用于长弧段的初轨计算方法 被引量：11

15

作者 陆本魁 马静远 +1 位作者 夏益 张暘 《天文学报》 CSCD 北大核心 2003年第4期369-374,共6页

根据单位矢量法测轨原理,在人造卫星初轨计算的单位矢量法基础上,给出了一种适用于长弧段的初轨计算方法.该方法既适用于长弧段,也适用于短弧段;适用于各种不同类型的观测资料和任意偏心率、任意轨道倾角的人造地球卫星;有利于提高初轨... 根据单位矢量法测轨原理,在人造卫星初轨计算的单位矢量法基础上,给出了一种适用于长弧段的初轨计算方法.该方法既适用于长弧段,也适用于短弧段;适用于各种不同类型的观测资料和任意偏心率、任意轨道倾角的人造地球卫星;有利于提高初轨测定精度;并改善整个计算收敛性.特别需要指出的是,该方法与有摄初轨计算的单位矢量法相结合,为单位矢量法从初轨计算推广到轨道改进打下了坚实的基础. 展开更多

关键词 长弧段 初轨计算 单位矢量法 天体力学

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利用天基测角资料进行定轨的方法初探 被引量：3

16

作者 陈务深 甘庆波 +2 位作者 掌静 陆本魁 马静远 《天文学报》 CSCD 北大核心 2008年第1期81-92,共12页

利用观测得到的测角资料确定目标星的轨道,具有非常重要的应用价值.为了解决该问题,首先给出了最优化数学模型STSM,其次,利用测角资料进行多项式拟合,给出求解最优化模型STSM所必需的初始值计算方案,再次,对STSM目标函数的性态进行了详... 利用观测得到的测角资料确定目标星的轨道,具有非常重要的应用价值.为了解决该问题,首先给出了最优化数学模型STSM,其次,利用测角资料进行多项式拟合,给出求解最优化模型STSM所必需的初始值计算方案,再次,对STSM目标函数的性态进行了详细地分析,并据此给出了求解该优化问题的基本方法.最后,将上面的方法付诸实施,进行了大量的仿真计算,并对仿真结果进行了初步地分析.计算结果表明,在一定的精度和稀疏度的限制之下,根据方案使用天基测角数据确定目标星的轨道根数既可行又稳健. 展开更多

关键词 天体力学 轨道计算和定轨 方法 数值

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单位矢量法的数学模型(MMUVM)及其简化形式(PUVM1)的迭代法的收敛性 被引量：5

17

作者 陈务深 陆本魁 马静远 《天文学报》 CSCD 北大核心 2007年第3期343-354,共12页

利用人造地球卫星观测资料测定有摄初轨的单位矢量法(PUVM1),已得到了非常广泛地实际应用.为了对单位矢量法作进一步地完善和改进,首先在考虑测量误差模型的基础上,建立单位矢量法所对应的数学模型MMUVM.它本质上就是一个非线性最优化问... 利用人造地球卫星观测资料测定有摄初轨的单位矢量法(PUVM1),已得到了非常广泛地实际应用.为了对单位矢量法作进一步地完善和改进,首先在考虑测量误差模型的基础上,建立单位矢量法所对应的数学模型MMUVM.它本质上就是一个非线性最优化问题.针对MMUVM,先分别使用多圈仿真数据和实测数据,形成了与之相对应的目标函数,再利用求解最优化问题的一种三对角二次插值模型的直接搜索方法,分别对其进行了数值处理.计算结果表明,所建立的优化模型MMUVM正确合理,所采用的直接搜索方法实用有效.其次,进一步指明了PUVM1和MMUVM之间关系,即:从本质上讲,PUVM1就是MMUVM的一种简化形式.从数学原理上,清楚地解释了利用PUVM1的准法化方程,只能使用单圈短弧段数据进行初始轨道确定,而不能使用长弧段多圈资料进行轨道确定或轨道改进的根本原因.最后,对PUVM1的迭代算法的收敛性问题进行了初步的理论分析,并给出了相应的数值验证实例,指出了PUVM1的迭代格式是条件收敛的,即:只有在满足一定条件后,才能收敛.这也就意味着:有的时候,尽管准法化方程是合情合理的,但是,此时该迭代法却是发散的,无法迭代求出所要的解. 展开更多

关键词 天体力学 轨道计算和定轨 天体力学 数值方法

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LP估计在星载GPS运动学定轨中的应用及精度分析 被引量：5

18

作者 郑作亚 卢秀山 彭军还 《天文学报》 CSCD 北大核心 2007年第2期210-219,共10页

为得到高精度的星载GPS运动学定轨,必须利用观测精度高的相位观测值,但是相位观测值预处理后,仍然存在残余小周跳．在残差服从正态分布情况下LS法是最佳参数解算方法,但该方法不能解决资料的系统误差消除问题,LP估计是处理资料残差分布... 为得到高精度的星载GPS运动学定轨,必须利用观测精度高的相位观测值,但是相位观测值预处理后,仍然存在残余小周跳．在残差服从正态分布情况下LS法是最佳参数解算方法,但该方法不能解决资料的系统误差消除问题,LP估计是处理资料残差分布含有系统误差的有效方法之一．基于LS、LP方法的有效条件和GPS数据预处理的特性,将LP估计方法引入星载GPS运动学定轨数据处理中,以CHAMP卫星资料为例,研究了LP估计在星载GPS运动学定轨中的应用及其精度分析．实践表明:在处理含有残余小周跳的相位观测值时,LP估计比LS更有效,提高了星载GPS运动学定轨精度,但随着残余周跳的进一步修复,LP估计相对于LS估计的优越性越来越弱,在资料完全没有系统误差,残差服从正态分布的情况下,LP估计不能很好地体现其优越性,精度反而低于LS估计． 展开更多

关键词 方法 数据分析 天体力学 轨道计算和定轨

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基于单站短弧段光学观测的低轨卫星轨道预报算法 被引量：2

19

作者 潘晓刚 周海银 +1 位作者 王炯琦 娇媛媛 《天文学报》 CSCD 北大核心 2009年第4期445-458,共14页

基于单站短弧段的目标跟踪预报技术是保证高精度光电经纬仪在非常规环境下正常跟踪捕获目标的重要途径.构建了基于非线性滤波器的跟踪预报算法,能够在正常情况下为闭环跟踪提供引导数据,同时构建了基于非线性变换的目标预报算法,可以在... 基于单站短弧段的目标跟踪预报技术是保证高精度光电经纬仪在非常规环境下正常跟踪捕获目标的重要途径.构建了基于非线性滤波器的跟踪预报算法,能够在正常情况下为闭环跟踪提供引导数据,同时构建了基于非线性变换的目标预报算法,可以在无有效观测数据情况下为经纬仪提供轨迹引导,保证目标不丢失.证明了非线性滤波在单站短弧段跟踪预报算法中比常规扩展卡尔曼滤波(Extended Kalman Filter,EKF)更有效.计算表明,本文设计的非线性滤波器可以作为光学跟踪设备的引导算法,引导精度同经纬仪的随机测量精度等量级,在设备系统误差达到50″时,预报60 s的精度可达到20″,仍然满足跟踪设备的视场要求. 展开更多

关键词 天体力学 轨道计算和定轨 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：14

20

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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