Mf和Mm波固体潮Love数k2的确定--来自空间大地测量的结果

初步探讨用日长和卫星轨道摄动方法研究半月潮Ｍｆ和Ｍｍ的Ｌｏｖｅ数ｋ２。结果表明,日长方法给出ｋ２＝０．３０３２＋ｉ０．００２８（Ｍｆ）,０．３０２６＋ｉ０．００１２（Ｍｍ）,卫星轨道摄动方法为ｋ２＝０．３０８３－ｉ０．０１００（Ｍｆ）,０．３０１４－ｉ０．００１０（Ｍｍ）,并与理论固体潮计算结果较为相符,另外,上述结果更接近滞弹地球模型计算的结果,因此精确地测定长期潮Ｌｏｖｅ数将对固体潮理论和地幔     

IERS新UT1序列的短周期项分析

本用自回归谱的Marplc算法，对1990年发表的IERS新UT1－UTC序列进行了分析，得到了与理论值非常接近的潮汐短周期项Mf、Mm波的谱峰及财年项、半年项的谱峰，还用最小二乘法对它们进行了振幅估计，并解算了Love数K值，结果为KMf=0.305±0.040,KMm=0.303±0.062。     

海潮对STARLETTE卫星轨道的摄动

本文选择1976年10月到1977年7月期间,全球对卫星STARLETTE激光测距的连续300天的观测资料,分析了海潮对该卫星轨道的摄动。1.在力学模型计及地球形状、大气阻力、日月引力、太阳辐射压和固体潮的摄动情形下,应用最大熵功率谱和周期图解法分析了所得STARLETTE的轨道倾角的残差。从中可明显地看出,海潮的4个主要分潮波K_1、P_1、K_2和S_2所产生的长周期(长于20天)摄动。2.以计及上述所有摄动并还包括海潮摄动在内的力学模型为基础产生模拟资料(即参考轨迹),然后应用计及上述所有摄动但海潮摄动却除外的力学模型数值积分所得的轨迹去拟合这些模拟资料的方法,估计了海潮对STARLETTE在5天弧段内的位置影响的数量级。     

上海天文台等高仪观测中的潮汐效应

本文根据上海天文台丹容等高仪(OPL,No.14)1960—1979年期间的观测资料,分析了垂线方向的月亮潮影响,并从时间和纬度观测结果中,相应地分析得到月亮半日潮(M_2)振幅A、Love数组合数A=1 k-l为:A_1=0~s.00138±0~s.00028、A_1=1.19±0.24和A_2=0~.0163±0~.0043、A_2=0.94±0.23。     

人造卫星一阶摄动理论的平均根数迭代法

本文对人造卫星一阶摄动理论中的两类平均根数迭代法进行了讨论。分析表明:采用平均根数-2(吻切根数减去一阶短周期项)比采用平均根数-1(吻切根数减去全部一阶周期项)至少有以下四个优点:(1)定义简单明确,在一阶理论中,平均根数-2仅与地球形状的 J_2部分有关;(2)可以克服平均根数-1这一方法本身所引起的临界倾角(i=63°26′或116°34′)的实际计算困难;(3)适用于任何无奇点变量的根数系统,可以消除小偏心率(e=0附近)和sin i=0附近的实际计算困难。(4)适用于同时考虑全部摄动因素。     

在电离中电感应阻力对带电卫星轨道根数的摄动影响

研究了在高空电离层中运动的带电荷的卫星受电感应阻力后对轨道根数产生的摄动影响。研究结果表明 ,电感应阻力对带电卫星的轨道半长轴、轨道偏心率、近地点赤经、历元平赤经均有周期摄动影响 ,但除对半长轴有长期摄动效应外对其它轨道根数均无长期摄动。轨道倾角和升交点赤经不受摄动影响。文中以飞行在高度 1 50 0km的电离层中的导体卫星作为算例。计算结果显示 :带电导体卫星在高空电离层中带有一定电量时电感应阻力对轨道半长轴的缩短产生显著效应     

导航卫星历书参数拟合算法研究

对导航卫星历书问题进行了综合研究,并结合J2项分析解,提出了两套新的历书参数拟合方法和用户算法,与正常算法不同的是:8参数历书拟合算法以Ω=-3/2J2R2t/p2n cos I隐性直接代替历书参数Ω1 ;在用户算法中对MEO卫星以ωk=ω0-ω1·(△t/2-tk),对高轨卫星以ωk=ω0-ω1·(△t/2-tk)/2修正历书参数ωk,其中ω1=A2/p2n(2-5/2sin2 I).9参数历书拟合算法在8参数的基础上增加了一个历书参数M=(T_Errn-T_Err0)/△t/a参数,在用户算法中以ωk=ω0-ω1·(△t/2-tk),Mk=M0 n·tk-M·(△t/2-tk)修正ωk和Mk·通过多组模拟轨道和IGS精密轨道的历书拟合实验,结果表明,新8参数历书拟合方法具有参数少、迭代收敛速度快、对MEO卫星拟合精度高等优点;新9参数历书拟合算法,迭代收敛快,拟合精度优于其他算法.     

液核地球自转速率变化的带谐潮效应Ⅱ——数值计算与比较

地球自转速率的潮汐变化可由无量纲参数k／Cm)(k和Cm分别为壳幔的有效Love数和有效板转动惯量)来表征。对于一个具有弹性地幔、平衡海潮和核幔不耦合的地球k／Cm=0．944，且与潮波频率无关。海潮的非平衡扰动使k／Cm为复数，且与频率有关。大气对自转速率有效勒夫数的贡献约为△kat=0．0075。同时地幔滞弹性对勒夫数也产生扰动。利用本文得到的理论公式和最新的潮汐数据计算了地球自转速率的潮汐变化，及其有关地球物理机制的影响。     

导航卫星历书参数拟合改进算法

该文对导航卫星历书拟合问题进行了综合研究,结合J2项分析解,提出了一种新的卫星历书拟合方法和用户算法.该方法只需下列参数表示历书: Week、Toa、a、e,i、Ω0、ω0、M0,比正常的GPS卫星历书参数少一个:Ω.用户算法可以根据一阶摄动理论,由新历书参数a、e、i计算Ω,并对MEO、IGSO、GEO卫星的历书参数近地点角进行改进.通过多组模拟轨道和IGS精密轨道的历书拟合实验,结果表明采用新方法具有参数少、计算量少、迭代收敛快、拟合MEO卫星历书精度高等优点,同样适用于高轨GEO、IGSO卫星.     

近地卫星运动的坐标系附加摄动在拟平均根数法中的处理

在常用的历元地心天球坐标系中研究和处理近地卫星的轨道问题,就必须考虑由于地球赤道面摆动所引起的坐标系附加摄动,正因为如此,给实际工作带来一些麻烦.关于这一问题,曾提出了一种针对瞬根数和平根数之间的转换(仅与坐标系附加摄动的短周期项有关)的解决途径,但并未涉及采用分析法进行轨道外推的有关问题(这与坐标系附加摄动的长期和长周期项有关),这对处理近地卫星的轨道问题而言显然是不完整的.这里结合拟平均根数法进一步改进原提出的方法,较完善地解决这一坐标系附加摄动的计算问题.在此前提下,对于卫星定轨和预报及其相关工作,无论是采用数值法还是分析法,均可采用同一坐标系,即历元(目前是J2000.0)地心天球坐标系.     

月球重力场对绕月低轨卫星的长期影响

从解析形式出发,利用月球重力场模型JGL165P1,分析了月球重力场(带谐项)对绕月低轨卫星的长期影响。为了减少计算误差,保证计算精度,在分析解中使用循环公式来计算倾角函数。结果指出对于一个高度为100km的极月轨道卫星,冻结轨道存在的可能性不大,但是当轨道倾角在i=90°附近或者高度再高一些,则有可能存在冻结轨道;对于100km高的初始圆轨道,卫星在无控的情况下半年内将会坠落到月球表面,如果高度增加到200km,则不进行轨道控制也不会坠落到月面上。利用仿真软件GEODYN解算出来的结果证实了上述结论。     

液核地球自转速率变化的带谐潮效应Ⅱ--数值计算与比较

地球自转速率的潮汐变化可由无量纲参数k/cm)(k和cm分别为壳幔的有效Love数和有效极转动惯量)来表征。对于一个具有弹性地幔、平衡海潮和核幔不耦合的地球k/cm=0.944,且与潮波频率无关。海潮的非平衡扰动使k/cm为复数,且与频率有关。大气对自转速率有效勒夫数的贡献约为Δkat=0.0075。同时地幔滞弹性对勒夫数也产生扰动。利用本文得到的理论公式和最新的潮汐数据计算了地球自转速率的潮汐变化,及其有关地球物理机制的影响。     

北斗卫星地球辐射压摄动建模研究

在对卫星所受的非保守摄动力研究中,对太阳辐射压摄动建模的研究发展迅速,而对地球辐射压摄动的研究相对缺乏,特别是其对中高轨卫星轨道影响的研究。在高精度人造卫星轨道确定中,地球辐射压摄动对于具有大面质比的导航卫星的影响越来越不可忽略。针对中国北斗导航卫星,基于地球辐射压的原理和影响机制,探讨了地球辐射压摄动建模的方法。针对北斗导航系统特点,利用地球表层的反照率和红外发射率的分布格网数据,建立了精确的地球辐射压模型,并利用全球MGEX站观测数据和中国区域监测站数据,进行了对北斗卫星引入地球辐射压模型的验证试验,分析了其定轨精度,检验了模型的正确性和可靠性。试验表明,对北斗卫星来说,在加入地球辐射压模型ERPM2(Earth radiation pressure model 2)后,轨道精度比不加入地球辐射压模型提高约4 mm;加入ERPM1模型则相应提高约2 mm。对部分卫星,加入地球辐射压模型后,其轨道精度修正量可达5～10 mm。通过卫星激光测距(satellite laser ranging,SLR)检核发现,加入ERPM2模型后,北斗中轨道地球卫星正常姿态时的轨道径向精度提高3.1 cm,GPS 036卫星轨道径向精度改善0.8～1.4 cm。因此,地球辐射压摄动模型在北斗导航卫星高精度轨道确定研究中具有一定的意义。     

北斗三号卫星精密定轨中的光压模型研究

对于在轨运行的BDS (BeiDou Navigation Satellite System)卫星, 太阳光压是作用在卫星上主要的非引力摄动. 受多种因素的影响, 太阳光压摄动力难以精确建模, 是BDS卫星精密定轨和轨道预报过程中重要的误差来源. 由于ECOMC (Empirical CODE Orbit Model 1 and 2 Combined)模型兼顾了ECOM1 (Empirical CODE Orbit Model 1)和ECOM2 (Empirical CODE Orbit Model 2)模型的特点, 在模型中引入了较多的待估参数, 使得参数之间存在强相关性. 针对ECOMC模型的这一缺陷, 文中收集了2019年1月至2022年4月武汉大学分析中心提供的BDS-3卫星精密星历, 采用动力学轨道拟合方法得到了ECOMC模型的13个光压参数. 通过对该模型的光压参数进行时间序列分析, 分别给出了BDS-3 IGSO (Inclined Geosynchronous Orbit)和MEO (Medium Earth Orbit)卫星光压模型的参数选择策略. 并利用轨道拟合和轨道预报试验, 验证了光压模型参数选择策略的合理性. 结果表明, 采用改进型ECOMC模型进行BDS-3 IGSO和MEO卫星轨道拟合的效果最佳, 同时, 也能够提升BDS-3 IGSO和MEO卫星中长期轨道预报的精度.     

中心体自转对天体轨道要素变化的后牛顿效应

本文给出了在三种引力理论为中心自转对天体轨道要素变化产生的后牛顿摄动效应的研究结果。研究结果表明：六个轨道要素除长钾不受摄动影响外其它五个要素均有周期摄动，特别升交点经度和近星点经度还有长期摄动效应。最后将文中的理论结论同前人的工作做了比较还应用于行星自转对卫星轨道要素变化的摄动效应计算上。作者在文[1]中研究了天体轨道要素变化的后牛顿效应，但在该文中并没有考虑中心体自转的影响。本文研究了三种引力理论（Einstein,Brans-Dick和Nordtvedt)中的这方面效应，并给出理论和数值的研究结果。     

任意倾角的共轨运动研究

共轨运动天体与摄动天体的半长径相同,处于1:1平运动共振中.太阳系内多个行星的特洛伊天体即为处于蝌蚪形轨道的共轨运动天体,其中一些高轨道倾角特洛伊天体的轨道运动与来源仍未被完全理解.利用一个新发展的适用于处理1:1平运动共振的摄动函数展开方式,对三维空间中的共轨运动进行考察,计算不同初始轨道根数情况下共轨轨道的共振中心、共振宽度,分析轨道类型与初始轨道根数的关系.并将分析方法所得结果与数值方法的结果相互比较验证,得到了广阔初始轨道根数空间内共轨运动的全局图景.     

月球物理天平动对环月轨道器运动的影响

月球物理天平动是月球赤道在空间真实的摆动，会导致月球引力场在空间坐标系中的变化，从而引起环月轨道器(以下称为月球卫星)的轨道变化，这与地球的岁差章动现象对地球卫星轨道的影响类似．采用类似对地球岁差章动的处理方法，讨论月球物理天平动对月球卫星轨道的影响，给出相应的引力位的变化及卫星轨道的摄动解，清楚地表明了月球卫星轨道的变化规律，并和数值解进行了比对，从定性和定量方面作一讨论．     

黑洞候选体X射线双星Cyg X-1光变曲线的研究

利用Rossi X-ray Timing Explorer(RXTE)卫星从1996年1月到2005年5月的公共资料,研究了黑洞候选体X射线双星Cyg X-1光变曲线的周期性,并且发现了一些有趣的周期特性(T=1．0±0．2天和T=18．0±3．0天)．在硬态时,T=1．0±0．2天和T=18．0±3．0天的周期特性同时出现在它的光变曲线之中,但在软态时仅有T=1．0±0．2天的周期出现．采用一种新的方法(即微分法),同时为了检验微分法的正确性,还利用传统的方法(即快速傅立叶变换和叠加法)分析了相同的资料,并得到了与微分法相同的结果．另外也对Cyg X-1的轨道周期进行了研究,结果发现T=5．6天的轨道周期不仅出现在硬态,同时也出现在软态,只是在硬态时比在软态时明显．     

小行星(234)Barbara的新轨道和星历表

小行星(234)Barbara 为彼得(Peters)在1883年所发现.惕乾曾根据1883,85,86年三次冲日的观测,并计算木星对它的摄动,求得一组轨道根数,且继续计算木星摄动至1898年为止.但在1920年该星赤经的观测与预告的值,即 O—C 值,竟达到 10~m.3之多,所以斯特拉克重新近似计算木星摄动至1923年为止.求得该星的轨道根数为:     

日月轨道计算对TLE深空编目目标预报精度的影响

双行根数(Two Line Element, TLE)作为一类广泛使用的空间物体编目数据, 其预报精度和误差特性是TLE编目 在空间碎片研究中所要关注的问题之一. TLE编目需要配合SGP4/SDP4 (Simplified General Perturbations 4/Simplified Deep Space 4)模型进行轨道预报, 对深空物体来说, 主要考虑带谐项$J_2$、$J_3$、$J_4$摄动、 第三体日月摄动和特殊轨道共振问题修正等. 其中, SGP4/SDP4模型第三体摄动计算时, 对日月轨道近似采用了长期进动根数和 简单平运动的方式, 在外推10d时存在约2$^\circ$--3${^\circ