激光测月中的地球和月球参考架.pdfVIP

一 )7～ 中 国 科 学 院 上 海 天 文 台 年 刊 ANNALS OF SHANGHAI OBSERVATORY ACADEMIA S1NICA No．17．1996 激光测月中的地球和月球参考架 垒三窒三盟 许华冠 (中国科学院上海天文台，上海 200030) 提 要 f7 6／ 本文讨论了激光测月解算地面台站坐标和月面反射器的月面坐标过程中韧值的影响及迭代求 解的稳定性阃题。并指出影响地面台站坐标中地心经虚分量的精度有两方面的原因，一是平差时采 用的UT1值有误差，二是月球的赤经误差+后者将引起地面台站产生一十措经度方向的系统旋转， 而这是所采用的月球星历表的误差所致。 通过实恻选代运算表明，测站坐标结果可以收敛到2cm左右，月面反射器在月面柱坐标中的 和z分量的结果可以稳定在 10cm左右，而其^分量目前只能达到米级。 主题词：壁堂型且一塑 屑 荸， 晒 ，月萄蛳 一 、 前 言 邈 激光测月(LLR)技术正式投入观测是在 1969年，当时只有美国的麦克唐纳(McDonald) 天文台进行地月距离观测，精度为亚米级。2O多年来，随着观测设备的不断更新和完善，目前 还有法国的CERGA，美国的夏威夷(Haleakala)，也进行地月距离观测。而最早的麦克唐纳天 文台由于在1988年更换了望远镜设备，采用专用于激光测月和测卫的?6cm口径望远镜代替 原有的2．7m口径望远镜，观测精度已达到厘米级，预计本世纪末还将提高到毫米级 ]。 激光测月技术的最初目的是为了检验爱因斯坦相对论的等效原理，而日前已不仅仅如此， 它发展到可以用LLR技术来测定请如地球指向参数、测站坐标、地球的弹性参数、岁差、章动 等运动特性参数以及与月球轨道的运动、月球天平动有关的一系歹 参数，并进一步测定月面反 射器的月面坐标等 各激光测月资料分析中心提供的地面台站坐标精度一般为厘米级，但这只是内部解算精 度，不同的分析中心计算结果之间，或即使是同一个分析中心不同年份解算出的结果之间也差 别很大，有时甚至超过lm。月面反射器的月面坐标精度更不理想，都在米级。本文对激光测月 中的地面和月面参考架结果精度进行了讨论。 二、激光测月资料归算方法 激光测月归算的误差方程一阶近似展开为。 1995年9月15日收到。 170 中 国 科 学 院 上 海 天 文 台 年 刊 1996年 Ap,=( — )，=∑( ) +见+日 (1) (1)式中，po为观测距离{ 为按物理模型计算得到的理论距离} - △ 为物理模型中所采用的初始参数的改正量} 为地月距相对有关待估参数的偏导数} R。为一阶微分展开而产生的截断误差，约为 R (瑟) 为观测误差。 一 般的做法是先利用所有观测台站较长时段的全部资料，由上式平差得到数十个初始参 数的一阶改正量，于是也得到了事后拟合残差}然后再用单个台站的事后残差来解算世界时 uT和台站的纬度变化却 ，其误差方程为 = (a~T)AUT+(警)卸+∑(彖) (2) (2)式也是一阶近似展开，在(2)式的求解过程中，所采用的资料时段较短(约为I～5天)，故可 认为∑( )△蜀为一常数。 三、 地面参考架和月面参考架 3个激光测月台站的地心坐标构成了LLR的地面参考架，月面上的4个后向