已知e的先验值的初轨寻优算法

本文讨论由短弧测角资料,已知偏心率e的先验值时,初轨的寻优算法。把偏心率的先验值看作是对e的约束条件,再固定观测弧段两端点的观测量与作为约束条件,本文导出了一维(对M_0)非线性寻优算法;针对观测资料中可能存在异常值的情形,本文提出了一种初轨的稳健寻优算法。仿真结果表明,当e的先验值有足够高的精度时,能明显提高周期P的估计精度;稳健算法还可用作剔除观测资料的异常值。     

论初轨计算的最佳精度及二重解

从最优估计的角度,研究短弧测角资料初轨计算的最佳精度及准最佳精度算法．按照统计理论,对一般的参数估计问题,其估计误差的方差存在Cram’e4-Rao下界,这就是初轨理论的最佳精度;通过大量的模拟计算表明,文［1］中提出参考矢量法,其精度已充分接近C·R下界,且模拟计算轨道统计精度与观测误差成正比,可以认为是一种初轨计算的准最佳精度算法;对于小偏心率情况,发现一个重要的事实：初轨计算有二重解,更准确地说,在M0的左右两个半平面内有真假两个解,偏心率愈小,平近点角M0愈接近±π／2,给出的假解的概率愈大．针对这一情况,提出一种算法,可以给出2个解,其中必定有一个是真解,它有较高的精度.     

初轨的稳健估计算法

讨论单测角资料(数据中包含异常值)初轨的稳健估计算法．该算法既可用于提供可靠的初轨,又可用作资料预处理,剔除异常值．稳健估计算法的崩溃点为16％至25％,可剔除6σ以上的异常值．     

采用重置参数的轨道改进算法

当使用精度差的初始根数作定轨计算时,被估值的模型参数会吸收初值中所含误差而偏离其合理数值(如CD约为2.2),使定轨计算过程的RMS已不再变化,但轨道收敛到与实际状态有偏离的轨道上。文中给出的算例采用重置被歪曲的估值模型参数方法,首先以TLE根数为初值用精密定轨程序解条件方程,然后以第一轮迭代计算结果作为初始根数并重置模型参数,再进行第二轮迭代计算,使定轨计算结果收敛到正确轨道上,文中还使用另一颗激光卫星的双行根数作初值验证了该方法的有效性。较好地解决了因初值不准所引起的定轨计算不收敛,或收敛到与实际状态有偏离的轨道上的问题。最终得出的RMS达到厘米级精度。文中图示了两次定轨计算的RMS变化曲线图、残差分布图,迭代过程的资料采用率及定轨计算结果。     

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%。     

一种有根数的约束的单位矢量法

本文在单位矢量法测轨原理的基础上,给出了一种根据已知的部分粗略轨道根数进行约束求解的实用测轨方法。该方法已经在实际工作中得到应用。大量的实测计算表明,该方法在观测资料较差时,能够较好地提高初轨计算收敛率,测轨精度也优于一般比典的初轨计算方法。     

初轨计算的参考矢量法

本文从最优估计角度研究短弧资料定初轨问题，提出一种最小二乘估计算法，同时提出一种符合实用的参考矢量法．仿真结果显示，参考矢量法克服了现有初轨算法所承受病态影响，把定轨精度提高到接近最佳水平．     

一种初轨计算的稳健方法

光学测角资料的初轨计算在空间目标搜索发现中具有重要作用,当观测资料存在野值时,基于最小二乘的经典初轨计算方法不够稳健.采用最小一乘方法建立了一种初轨计算的稳健方法,方法将初轨计算问题转换为线性规划问题求解,并通过bootstrap方法给出估计精度.数值计算结果表明方法稳健有效,并具有较高的崩溃点.     

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．     

一种适用于长弧段的初轨计算方法

根据单位矢量法测轨原理，在人造卫星初轨计算的单位矢量法基础上，给出了一种适用于长弧段的初轨计算方法．该方法既适用于长弧段，也适用于短弧段；适用于各种不同类型的观测资料和任意偏心率、任意轨道倾角的人造地球卫星；有利于提高初轨测定精度；并改善整个计算收敛性．特别需要指出的是，该方法与有摄初轨计算的单位矢量法相结合，为单位矢量法从初轨计算推广到轨道改进打下了坚实的基础．     

引力常数变化对地球自转长期变化的影响

探讨和估计了各种引力常数变化理论对地球角速度和日长变化的影响。各种引力常数变化理论包括了引力常数G随时间、空间以及速度变化等几个方面的影响。另外也估计了对地球自转角速度和日长变化产生的效应。其中有些研究对探讨地球自转变化也有启发意义。     

表面边界位置对太阳ρ模本征振荡频率的影响

本文研究了表面边界位置对太阳ρ模绝热本征振荡频率的影响。数值计算结果表明，对于ｖ４０００μＨｚ的中低阶ｐ模，表面边界置于温度极小点所引起的本征振荡频率的计算误差随着ｖ和ｌ的增大，表面边界点位置对太阳理论振荡频率的影响增大，色球结构对太阳ｐ模振荡频率的影响已变得不可忽略。     

近地小行星轨道演化的研究

本文主要阐述了近年来我们在近地小行星轨道演化研究所获得的一些基本结果,即合理的力学模型和相应的有效算法,并以实际预报算例与有关权威性的结果作了比较,证实这些研究结果确实是可信的。     

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。     

埃尔塔宁小行星质量的下限估计

埃尔塔宁小行星是一颗２１５ 万年前在南太平洋撞击地球的小行星,它也是目前唯一的深海区与地球碰撞的小行星。根据埃尔塔宁号和Ｐｏｌａｒｓｔｅｒｎ 号海洋调查船在陨击海区勘查的小行星残骸分布密度,我们估计埃尔塔宁小行星质量为２ ．３ ×１０１３ｇ ,对应于它的直径为０ ．２３ 公里。这比Ｋｙｔｅ 等人（１９８８） 估计的质量小了１０ 倍,然而它更接近埃尔塔宁小行星撞击事件的实际情况,可以作为埃尔塔宁小行星质量下限和半径下限更合理的估计值。     

日长变化预报中BP神经网络拓扑结构的选择

日长变化的预报具有重要的科学意义和实际应用价值。非线性的人工神经网络技术中的反向传播模型（BP网络）可用于预报日长变化。BP网络的拓扑结构决定了神经网络解决问题的能力，针对不同的问题需要采用不同的网络结构。该文分析了神经网络的拓扑结构算法，选用最小均方误差法确定网络的拓扑结构，并将此应用于日长变化预报。结果表明，该方法是可靠和有效的。     

对钱德勒摆动椭率及长轴方向的检测

证明地球的三轴性对钱德勒摆动椭率的影响只有１．８Ｅ５,,可以被忽略．假定极潮为平衡潮,求出由于海陆分布的影响,将使钱德勒摆动有０．０１３的椭率,主轴方向大约指向东经６°．采用傅里叶反卷积方法对ＳＰＡＣＥ９２和ＢＩＨ的极移资料进行分析,求出逐年的长期极移、周年极移和钱德勒摆动的参数,然后将钱德勒摆动归算到同一历元,证明钱德摆动椭率约为０．０１１,长轴方向约为东经９°,与理论结果十分符合．     

银河系运动学参数的确定

利用 2 0 2个太阳附近疏散星团的视向速度和自行观测资料 ,对太阳的运动和银河系的运动学参数进行了研究。其中 ,距离在 0 .5kpc到 2kpc之间的 12 8个疏散星团对平均太阳运动分量的解算结果是 (u0 ,v0 ,w0 ) =(- 13.8± 1.4 ,- 5 .0± 1.6 ,- 11.6± 2 .9)km/s ;Oort常数和银河系径向运动参数的解算结果分别为 (A ,B) =(16 .9± 1.1,- 11.6± 2 .6 )km·s- 1·kpc- 1及 (C ,D) =(2 .5± 1.1,- 2 .1± 0 .9)km·s- 1·kpc- 1。     

VLBI数据处理中的剩余钟行为与剩余大气效应建模

抽样选取了 2 7次上海天文台佘山站参与的天测与测地VLBI实验 ,分别进行了单次解算。通过分析解算参数随剩余钟行为和剩余大气效应分段拟合长度的变化 ,得到以下初步结论 :(1)选取不同分段拟合长度时 ,站坐标解算结果和时延残差加权均方根存在差异 ,最大分别至厘米级和数十皮秒 ,因而分段拟合长度不能随意选取。 (2 )分段拟合时段长度存在某一合理取值范围 ,它不宜过长 ,否则钟和大气的剩余效应短周期变化不能很好地模型化。为了保证待估参数解算时有足够的自由度 ,拟合时段不宜过短 ,否则将导致法方程近于或出现奇异 ,达不到较好控制噪声的效果。 (3)由于各次实验、同一次实验中的不同台站相应的钟和大气条件存在差异 ,有必要对每次实验以及每次实验中的各观测台站分别分析 ,寻找合适的分段拟合长度。这在实际操作中显然相当烦琐。 (4)一般而言 ,在剩余钟行为拟合长度缺省值 6 0min情况下 ,剩余大气效应分段拟合长度以介于 10min至 4 0min为宜 ;在剩余大气效应分段拟合长度缺省值 2 0min情况下 ,剩余钟行为分段拟合长度以介于 2 0min至 10 0min为宜