火星非球形引力位田谐项联合摄动分析解

火星非球形引力场模型与地球有明显差别,其非球形引力位中的田谐项系数基本都要比地球的相应值大一个量级,尤其是J_2,2项（赤道椭率项）的大小接近它的动力学扁率项J₂.对于低轨探测器,若要使轨道外推1 d弧段的精度达到500 m(相当于标准单位10^-4量级),在构造环火探测器的轨道分析解时,田谐项与J₂项以及田谐项与田谐项之间的联合摄动不容忽视.根据摄动量级分析和构造的摄动分析解证实,上述联合摄动对轨道沿迹方向的影响可超过10^-4,并给出了数值验证.结果表明,与地球低轨卫星不同,在类似的问题中,构造环火卫星摄动分析解时,必须考虑这些联合摄动项的影响.     

一种解析定轨方法

本文给出了人造地球卫星轨道计算的一种解析方法,定轨方案中摄动计算考虑了地球引力场非球形摄动的J2,J3,J4的长期项,长周期项,J2短周期项,大气阻力,太阳光压及日月引力摄动的长期项。初始根数改正量估计采用微分轨道改进算法。在定轨迭代收敛后,残差的均方根误差在5″左右,资料使用率超过80%。     

地球场的广义相对论效应对人造卫星轨道的影响

从计及J2项的地球重力场度规出发，我们导出在这样的度规场中人造卫星的摄动加速度及在径向、横向和轨道面法向等方面的摄动函数，进而计算了轨道一阶导数的平均值，讨论了在这种重力场中卫星的轨道特性。其主要结论是：1、球形地球的广义相对论摄动仅对近地点角距ω和平近点角τ产生长期项，而地球J2项的广义相对论效应不仅对这两个根数有长期摄动，而且对升效点角距Ω出有长期摄动。值得注意的是这两种广义相对论效应对半长轴a，偏心率e及倾角i都没有长期摄动；2、球形地球的广义相对论效应对倾角i和升交点角距Ω仅有短周期摄动，但地球J2项的广义相对论效应除了对它们有短周期摄动外，还有长周期摄动，对Ω甚至还有长期摄动。     

人造卫星一阶形状摄动的微机推导

将Broucke.R.的Poisson级数佶运算程序系统应用于人卫中地球形状的摄动计算，导出在微机上自动推导J2、J3、J4和J2，2项摄动解的公式，一方面可以即快又准确地计算卫星的一阶形状摄动解，另一方面也是Poisson级数符号运算程序系统在微机上的开发应用。     

SLR资料解算地球自转短周期变化的协方差分析

采用统计定轨理论中的协方差分析方法讨论了卫星激光测距资料解乍地球自转的短周期变化（sub-daily）可达到的内符和外符精度,建立协方差分析的Givens-Gentlemen正交变换算法,并将精密定轨和参数解算理论中的多级复弧法推广到协方差分析中,同时考察不解算地球自转的短周期变化时,其误差对精密定轨和解算地球自转参数的影响。     

考虑地球扁率摄动影响的初轨计算方法

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。     

星径向位置摄动计算中的几个问题

为了对卫星轨道径向位置误差进行分析，本文将给出由地球北球形引力位引起的卫星径向摄动表达式。它将同时包含完整的卫星轨道道偏心率的０阶和１阶项，并给出径向位置摄动空间分布的一种简单计算方法，它可明显地节省计算机时。     

月球探测器过渡轨道的短弧定轨方法

论述的短弧定轨,是指在无先验信息情况下又避开多变元迭代的初轨计算方法,它需要相应的动力学问题有一能反映短弧内达到一定精度的近似分析解．探测器进入月球引力作用范围后接近月球时可以处理成相对月球的受摄二体问题,而在地球附近,则可处理成相对地球的受摄二体问题,但在整个过渡段的力模型只能处理成一个受摄的限制性三体问题．而限制性三体问题无分析解,即使在月球引力作用范围外,对于大推力脉冲式的过渡方式,相对地球的变化椭圆轨道的偏心率很大(超过Laplace极限),在考虑月球引力摄动时亦无法构造摄动分析解．就此问题,考虑在地球非球形引力(只包含J2项)和月球引力共同作用下,构造了探测器飞抵月球过渡轨道段的时间幂级数解,在此基础上给出一种受摄二体问题意义下的初轨计算方法,经数值验证,定轨方法有效,可供地面测控系统参考．     

卫星径向位置摄动计算中的几个问题

为了对卫星轨道径向位置误差进行分析，本文将给出由地球非球形引力位（包括潮汐形变）引起的卫星径向位置摄动表达式，它将同时包含完整的卫星轨道偏心率的0阶和1阶项，并给出径向位置摄动空间分布的一种简单计算方法，它可明显地节省计算机时．     

Lageos卫星精密定轨中“类阻力”摄动的计算

在Lageos卫星的精密定轨中引入了“类阻力”摄动加速度，以减小沿轨误差的影响。本文讨论了“类阻力”摄动的阻力系数CD的不同计算模式对定轨计算的影响。通过实例计算和分析比较，表明了类阻力系数CD在各个短弧上拟合的值变化较大。在一个月的长弧段内反CD作为常系数拟合求解仅是一种求平均值的近拟方法。类阻力系数CD应采用既包含长期变化又包含若干周期变化的计算模式比较合理，具体计算时该取多少项，应根据选用弧段的长短及精度要求来确定。     

关于土卫八运动的轨道解

为了适应星际探测的需求,本文建立了在新的精度要求下土星卫星运动对应的力学模型,具体讨论了土卫八的运动,并针对主要摄动源土卫六的引力作用,建立了轨道变化的分析解,以此表明建立了土卫运动理论该采取的途径和精密定轨宜采用以轨道根数作为状态量的数值定轨方法。     

SECOND-ORDER SOLUTION FOR THE ZONAL PROBLEM OF SATELLITE THEORY

The analytical solution for the perturbations of an artificial satellite due to the zonal part of the geopotential is presented. The Hamiltonian is fully normalized up to the second order by a single averaging transformation and the generating function is given explicitly. The formulas allow an arbitrarily high degree of geopotential harmonics to be included. The transformation from mean to osculating variables or vice versa is performed by means of a numerical method proposed by the author in a previous paper (Breiter,1997): periodic perturbations are computed by means of a Runge-Kutta method of order 2 instead of being explicitly derived from a generator. This revised version was published online in July 2006 with corrections to the Cover Date.     

利用空间测地技术结果估计地球平均下地幔粘性(英)

基于IEC－4G冰期后地壳反弹模型,和地球上Laurentia,Fennoscandia,Antarctica,andGreenland四大冰盖最近21000年以来的冰融参数,计算了对地球最大主转动惯量的影响△I33,并进而由现代空间测地技术观测资料分析得到的地球自转非潮汐加速项为约束,估计了地球平均下地幔（670km以下）粘性vLM为（0．9～2．5）·1022Pas,这个结果表明了vLM应具有1022Pas量级．     

A new analytic approach to the Sitnikov problem

A new analytic approach to the solution of the Sitnikov Problem is introduced. It is valid for bounded small amplitude solutions (z _max = 0.20) (in dimensionless variables) and eccentricities of the primary bodies in the interval (–0.4 < e < 0.4). First solutions are searched for the limiting case of very small amplitudes for which it is possible to linearize the problem. The solution for this linear equation with a time dependent periodic coefficient is written up to the third order in the primaries eccentricity. After that the lowest order nonlinear amplitude contribution (being of order z ³) is dealt with as perturbation to the linear solution. We first introduce a transformation which reduces the linear part to a harmonic oscillator type equation. Then two near integrals for the nonlinear problem are derived in action angle notation and an analytic expression for the solution z(t) is derived from them. The so found analytic solution is compared to results obtained from numeric integration of the exact equation of motion and is found to be in very good agreement. CERN SL/AP     

Non-canonical perturbations in symplectic integration

The inclusion of non-canonical perturbations in symplectic integration schemes has been discussed. A rigorous derivation of an analog for theWisdom–Holman (1991) method, such that velocity dependent forces can be included, has been outlined. This is done both by using the δfunction formalism and also by means of formal Hamiltonization. Application to the relativistic corrections in Solar System integrations is discussed as an example. Numerical experiments confirm the usefulness of the method. This revised version was published online in July 2006 with corrections to the Cover Date.     

两个新的Hansen系数的递推公式

推导给出了两个新的Hansen系数X_k~(-(n+1),m)的递推关系:■其中,n、m和k是Hansen系数X_k~(-(n+1),m)的3个指标,e为轨道偏心率.递推公式(R5)可以执行普通Hansen系数的向后递推,需要一行初值,公式简单.递推公式(R6)可以执行偏心率函数的向前递推,需要两行初值,比Vakhidov给出的递推公式明显简单.算例说明,这两种递推是有效的.     

Hansen系数递推的效率

探讨了偏心率函数的递推方法的效率, 给出了一种成批递推方法, 其计算效率明显优于直接计算方法, 而且递推是正向的. 采用该成批递推方法递推时, 偏心率函数的量级从小到大变化, 可以保证递推的精度.     

Hansen系数及其导数的直接计算方法

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).     

Evolution of density perturbations in double exponential quintessence models

In this work we investigate the evolution of matter (linear) density perturbations for quintessence models with a self-interaction potential that is a combination of exponentials. One of the models is based on the Einstein theory of gravity, while the other is based on the Brans-Dicke scalar tensor theory. We constrained the parameter space of the models by using the determinations of the growth rate of perturbations derived from data of the 2-degree Field Galaxy Redshift Survey.