卫星轨道理论的深入研究及其在定轨预报和参数测定中的应用.pdfVIP

第52卷第2期 天文 学 报 V01．52NO．2 ACTA 2011年3月 ASTRONOMICASINICA Mar．，2011 博士学位论文摘要选登 卫星轨道理论的深人研究及其在定轨、预报 和参数测定中的应用 汤靖师t (南京大学天文系南京210093) 自从1957年第1颗人造地球卫星Sputnik升空以来，人类进入空间时代已过半个世纪，这50多 年中卫星技术日趋成熟．这篇论文根据作者在博士研究生阶段参加的3项课题撰写而成．这3项课题 涉及了人造地球卫星轨道理论及应用的几个主要方面，具有一定的代表性，也能够展示目前卫星轨道 研究的主要内容、手段以及在应用领域中的重要作用． 第1章是卫星轨道分析理论的深入研究．本章首先介绍了平均根数法在构造露短周期项不适用 的情况下，如何寻找新的替代方式，获得可靠有效的分析解．接着对日、月摄动和坐标系附加摄动进行 了研究，关于日、月摄动，在高精度要求下，分别对低轨和高轨情况作了不同的处理；同样在10“精 度要求下，在历元地心天球坐标系中建立相应的坐标系附加摄动解，包括瞬时根数与平均根数之间的 转换，可以不必再引进混合形式的轨道坐标系．本章正文部分着重对分析解建立的原理和各摄动因素 的机制进行了深入讨论，对于获得分析解的过程中遇到的各种问题进行了具体分析和解答． 第2章是精密定轨中的力模型改进及相关的提高定轨和预报精度的研究．本章是在实测资料定轨 基础上，针对神舟系列飞船的实际背景进行经验项参数的研究，主要对象是低轨卫星普遍存在的与大 气阻力摄动紧密相连的组合参数B+=CD(s／m)p，。变化的补偿．在此基础上，还对可能存在的各种 初值和模型误差进行了分析，讨论了这些误差的传播规律，从而进一步了解对轨道预报精度的影响，为 将来的神舟飞船交会对接提供必要的信息． 第3章的内容是卫星精密定轨的另一功能的体现，即定轨的同时测定某些物理参数．本章首先是 对GRACE卫星专门使用的星间测量进行分析，建立观测模型．由于这项工作的重点是南极的局部时 变引力场，因此还会利用适合局部反演采用的引力场模型以及相应的加速度表达式．为了配合相应的 研究手段并达到反演引力场所需的精度，本章重点对GRACE卫星的精密定轨和参数估计方法进行了 研究和分析．作为初步的计算结果，本章最后给出了由2004—2007年观测数据得到的时变引力场，并 对其进行了一些简单的地球物理分析． 论文中给出以上3项工作的结果并进行了相应的分析，但相应的研究工作还在继续，无论是卫星 轨道理论、精密定轨的深入或是卫星轨道的应用，都存在值得深入研究的课题，而日新月异的空间应用 和技术手段的发展同时也为各个课题注入了新的元素．本文最后提出各项课题未来的工作和值得深入 的方向，希望能在已有工作的基础上获得更进一步的发展． t2009-09-17获得博士学位，导师：南京大学天文系刘林教授；jstang@nju．edu．an 万方数据 2期 汤靖师：卫星轨道理论的深入研究及其在定轨、预报和参数测定中的应用 175 AnIntensiveResearchofSatelliteOrbit and Theory inOrbit and Application ParameterEstimation TANG Jing-shi (Department盯Astronomy，NanjingUniversity，Nanjing21009s) Ithasbeenoverhalfa sincethelaunchofthefirstartifici