倾角函数展开及其在分析法轨道预报中的应用

田谐项摄动是分析法轨道预报中的重要部分,其中包含大量倾角函数及其偏导数的计算.由于具有精度更高、速度更快的优点,倾角函数一般通过递推方法计算.以文献中提出的改进Gooding方法为基础,将其给出的程序稍加改进,在计算2–50阶倾角函数时缩短了约24%的计算时间.考虑到分析法预报过程中轨道平倾角变化很小,以泰勒展开式计算倾角函数,可极大提高计算速度,较大程度地减小分析法预报耗时,且引力场阶次越高,减小幅度越大,取50阶时预报耗时缩短了48%.另一方面,以2阶展开式计算倾角函数时,与改进Gooding法相比,分析法预报星历偏差很小.对于500 km高度的低轨卫星,分别以改进Gooding法和2阶泰勒展开式计算倾角函数,预报3天,当地球引力场阶次不高于50时,二者预报星历偏差RMS (Root Mean Square)低于1 mm,且随着轨道高度的增加,预报星历偏差RMS逐渐减小.     

利用Jacobi多项式计算倾角函数

研究了一种利用Jacobi多项式计算倾角函数的方法,该方法表达式非常简单,不存在k和l是否同奇偶和计算非整数阶乘的问题,也不存在k＜0和k≥0的转换问题,递推公式可使用标准的Jacobi多项式的递推公式.而且,计算精度和适应阶数可与Gooding方法相当,计算时间比Gooding方法省9％.     

倾角函数递推公式的两种推导方法

推导了超几何级数两种重要的递推关系,并利用这些关系,推导出Gooding的倾角函数递推公式.此外,证明基于Jacobi多项式的递推关系,也可导出该递推公式,并且推导过程比超几何级数的递推更加简单.揭示了Gooding方法的实质是Jacobi多项式的递推.     

倾角函数及其导数的定积分计算方法

给出了一种倾角函数及其导数的定积分计算方法,表达式十分简单,其计算精度:倾角函数可达10^-15,导数可达10^-13,可与Gooding方法相媲美.该方法的稳定性和适用倾角范围均较好,可供倾角函数的最高阶数L_max≤50时使用.     

Kepler方程解法的评估

本文从初值公式和修正法两方面对近二三十年来关于解椭圆Kepler方程的各种方法做了全面的总结。列举、比较了多种初值和修正法。Markley初值离真解最近。通过在Pentium 586上的大量实验,我们认为,三阶Halley方法和Odell与Gooding初值或Nijenhuis初值构成最快的算法,且能保证收敛性。     

经自适应网格改造后的SHASTA程序和磁重联数值实验

SHASTA(Shaarp and smooth Transport Algorithm)是求解二维磁流体动力学问题的单一网格程序.在将其用于磁重联问题的数值模拟时,它被修改成为采用自适应网格方法的程序.修改后的程序可以针对扩散区进行细化计算.在SHASTA程序的自适应计算实现过程中,采用了插入式的自适应修改策略,原二维磁流体力学偏微分方程的求解算法被作为独立单元使用.另外,修改中使用分层的数据结构,将每个细化层次的物理量用二维可变数组描述,并标记磁场和压强分布的陡变区为细化区域,再通过插值的方法得到细化层网格点上的物理量分布和边界条件,最后细化区域的细化计算结果被赋予给其上一层网格,并对其内容进行更新.采用细化计算进行的磁重联的模拟实验表明,相比单一网格计算,细节分辨率得到提高,相应的计算时间的增加则与模拟中的参数选择有关;而自适应程序部分带来的计算精度和稳定性的影响则依赖于边界设置,单步长的推进策略和插值算法.     

X射线轫致辐射厚靶模型的改进及其在太阳耀斑观测中的应用

本文主要讨论对不同电离度分布厚靶模型的改进以及在耀斑X射线观测中推导非热电子、电离度和靶密度分布的应用.首先改进了太阳物理软件包(Solar SoftWare)中集成的厚靶和薄靶模型通用计算程序.新版程序调整了两个积分的顺序,使其中一个不再需要通过数值积分求解,同时将积分空间由能量调整到其对数空间,从而将运行速度提高了至少10～100倍,且计算精度也有所提高.     

论倾角函数递推公式中的一种特殊的奇点

在推导倾角函数的递推公式时,通常利用(A)1Al-1,m,p(I)+A2Al,m,p(I)+A3Al+1,m,p(I)=0和(C)1Al,m,p-1(I) +(C)2Al,m,p(I)+(C)3Al,m,p+1(I)=0来定义倾角函数的l递推和p递推.指出:这样建立的递推公式将包含cosI=1/n(n为整数)的奇点,使得倾角函数的计算出现错误.该奇点可以通过改变l递推和p递推的定义来克服.     

水（金）星凌日的程序化预报方法

本文介绍了预报水(金)星凌日的计算方法和凌日图的绘制方法,建立了一套完整的预报程序。作为该程序的一个简单应用,我们结合DE200历表及美国海军天文台提供的岁差章动程序,给出了1999年水星凌日的预报结果。     

北斗三号多频点双频组合共视时间传递性能分析

针对北斗二号(BeiDou-2) B1I&B2I标准双频无电离层伪距组合解算的共视比对结果中存在明显的噪声进而影响其短期稳定性的现象, 开展了在BeiDou-2和北斗三号(BeiDou-3)现有可用频率信号中选取最优双频组合的研究, 以期改善BeiDou的共视时间传递性能. 基于开发的CGGTTS (Common GNSS (Global Navigation Satellite System) Generic Time Transfer Standard)软件所生成的标准共视文件, 完成了中国科学院国家授时中心(NTSC)与捷克光电研究院(TP)之间GPS、Galileo、BeiDou-2 B1I&B2I及B1I&B3I和BeiDou-3 B1I&B3I及B1C&B2a双频无电离层伪距组合共视时间比对试验, 并用Vondark滤波对各双频组合的共视结果降噪处理, 通过计算滤波残差的RMS值来评估共视时间比对的精度. 结果表明, 利用BeiDou-3 B1C&B2a组合伪距值获得的共视时间比对结果噪声相对较小, 相比BeiDou-2 B1I&B2I、B1I&B3I和BeiDou-3 B1I&B3I组合的RMS (Root Mean Square)值分别提高约46%、52%和37%, 与GPS P1&P2组合的精度相当, 且与Galileo E1&E5a组合相差不大. BeiDou-3 B1C&B2a组合链路的短稳(< 1d)要优于BeiDou-2 B1I&B2I、B1I&B3I和BeiDou-3 B1I&B3I组合, 且与GPS P1&P2、Galileo E1&E5a组合的稳定性相当; 6条共视时间比对链路的中长稳(> 1d)基本一致.     

关于DSX体系下的广义相对论（1PN）流体力学问题的探讨

使用ＤＳＸ 体系对于广义相对论（１ＰＮ） 的一般流体和理想流体均作了初步的探讨,建立了一种既适用于局部坐标系又适用于整体坐标系的解决广义相对论流体力学的新方法．对于一般流体,利用Ｍａｐｌｅ 软件计算了精确到ｃ－ ４ 项的能量动量张量Ｔａｂ 的结构,经过化简整理代到描述流体运动的基本方程中,得到了ＤＳＸ 体系下一般流体的基本方程,这是在局部坐标系中的结果,通过局部坐标和整体坐标之间的变换关系,可得整体坐标下物体的运动状态．另外,还给出了ＤＳＸ 体系下的理想流体力学的表示形式,通过将理想流体力学中一般的量改写为该体系下的量,从而改写了理想流体的Ｅｕｌｅｒ 方程和能量方程     

正常恒星的演化模型计算

本文提供了正常恒星演化模型的一种计算方法.它对常用的计算方法作了改进.计算程序用Algol-60语言编成,并在国产TQ-16型扩体的计算机上对质量为2.82M_⊙的恒星进行了演化模型计算.计算结果给出的各种演化特性证明这种方法和计算程序都是正确可用的.     

在天体物理研究中常用的计算程序ZEUS,ATHENA和NIRVANA的发展及应用

流体动力学(Hydrodynamics,HD)与磁流体动力学(Magnetohydrodynamics,MHD)高效数值计算方法被广泛应用于天体物理领域,用来研究和解释天体系统中有关磁场和流场的演化以及能量转化过程,如磁重联、恒星演化及形成、吸积盘等问题。通过对三个开源程序ZEUS,ATHENA和NIRVANA的探讨,详细阐述经典网格方法的起源、发展及适用于求解MHD方程的数值方法。同时介绍了基于此类程序已展开的科研工作和获得的成果,旨在通过对一些具体实例的计算的介绍,分析相应算法的优缺点,探索有关算法和程序在天体物理领域中的应用。希望提供给读者关于MHD数值优化方面一些参考与借鉴。     

1—5μm红外背景条件下的Sunyaev-Zeldovich效应

在这篇文章里,我们研究了谱为I_0(ν)的1—5μm的红外背景辐射在通过一个富星系团的热气体时,由于康普顿化的原故所产生的畸变。结果表明,这种畸变不仅十分强烈,而且还敏锐地依赖于波长。因此,如果我们交替地观测天空中邻近的两个点,其中一个是富星系团(设其信号为I(ν),而另一个为背景(信号为I_0(ν)),那么两者之差ΔI=I(ν)-I_0(ν)将强烈地依赖于波长。按我们的计算,在1.7μm附近将出现强的“正”信号ΔI(ν),而在4.2μm附近将出现强的“负”信号ΔI(ν),在2.52μm附近将为零。因此,本文为验证最新发现的、但尚未确认的2—5μm的红外背景提出了一个新的观测方法,这种方法将自动消除黄道光背景和河外星系背景的影响。     

压强梯度与前身星模型Ws15M⊙超新星爆发

针对前身星模型Ws15M⊙,采用程序WLYW89数值模拟了超新星瞬时爆发过程;数值结果表明,在不增大压强的前提下,适当调节坍缩和反弹阶段的压强梯度,超新星瞬时爆发是可以获得成功的.在有限的引力释放能量的情况下,压强梯度的调整增加了对流传能机制,可以缩短瞬时爆发所用的时间,提高爆发能量,使得瞬时强爆炸能够成功.     

天王星卫星的星历表计算

根据天王星卫星的运动理论模型（GUST86），建立了一套5颗主要卫星的星历表计算和误差分析程序。对部分高精度卫星观测位置资料进行的O－C计算和分析表明了计算程序的正确性和实用性。     

天王星卫星的星历表计算

根据天王星卫星的运动理论模型，建立了一套５颗主要卫星的星历表计算和误差分析程序。对部分高精度卫星观测位置资料进行的Ｏ－Ｃ计算和分析表明了计算程序的正确性和实用性。     

MORVEL构造板块的转动张量（英文）

NNR-MORVEL56板块运动模型描述了全球56个构造板块在无整体旋转参考架下的角速度运动参数。这些板块可以近似描述为单位球上的无重叠球面多边形区域。用ITRF速度场计算这56个板块相对于无整体旋转参考架下的绝对运动时,板块的几何参数起着至关重要的作用。详细给出了计算板块几何参数的方法并且编写了FORTRAN90程序以供参考,使得计算单位球上板块的面积和转动惯性张量得以实现。文中的计算方法和程序主要采用球面三角算法和自适应辛普森双积分算法,并对全球56个板块的几何参数进行了计算,得到了较为可靠的计算结果。     

高密物质的一种状态方程和中子星的结构

我们用改进的平均场方法计算了核密度以上物质的状态方程,并用中子星结构方程计算了中子星结构,得出引力质量M_G=1.7M_⊙,转动惯量I=1.62×10~(45)g-cm~2。结果表明,这些值与观测值符合的较好;高密物质相互作用模型的选取直接影响到中子星结构的特征量,同时可看出,用改进的平均场方法可使非相对论和相对论理论所推算的中子星的质量和转动惯量之间的差距明显地缩小。     

地方原子时TA(NTSC)计算软件设计

随着电脑技术的发展，视窗技术和Visual Basic、Visual C 等应用软件为用户提供了极其方便的可视化软件的编程环境。根据国家授时中心守时工作的实际需求，为地方原子时TA(NTSC)(National Time Service Center)的计算开发了一套可视性强、自动化程度高的计算程序，以利于日常计算与资料分析。对该软件的硬件背景、软件设计思想和软件的具体内容作了介绍。