LEO卫星轨道设计中的主要摄动源影响评估

对地球低轨道卫星 (LEO)轨道设计中的摄动力模型进行了分析 ,并估计了其量级。然后针对用于GPS无线电掩星的LEO卫星轨道设计对掩星地面测点稳定性的要求 ,对力学模型进行了取舍 ,同时估计了各摄动力模型对轨道设计目标的影响     

针对实际气象需要的地球低轨道卫星的轨道计算

针对国内气象部门的要求，本文就某一特定地域对地球低轨道卫星进行轨道计算，使得地面测点能维持在该区域较长时间，计算结果表明；该轨道可以使得无线电腌星的地面测点维持在辐射半径为100km之内的区域达130天左右，这基本满足了利用GPS无线电腌星技术对局部地域大气进行监测研究的要求。     

卫星圆轨道假设对GPS无线电掩星反演地球大气参数的影响

给出GPS无线电掩星反演地球大气参数过程中计算大气折射角的解析表达式，以圆轨道假设下的大气折射角计算值为先验约束，采用迭代法对不引入圆轨道假设情况的大气折射角进行归算，在此基础，利用反演方法得到了引入和不引入圆轨道假定两种情况下大气参数（气压和温度）的差分序列，结果表明：卫星圆轨道假设对GPS无线电掩星反演大气参数的影响，在气压方面为1mbar左右，而在气温方面为1K左右，这一结果支持了目前无线电掩星定性误差估计研究中通常引入卫星圆轨道假设这个近似处理方法的合理性，同时也表明：若在高精度反演地球大气参数时，摒弃圆轨道是必要的。     

非圆轨道GPS/LEO掩星反演地球大气参数的算法及讨论

在非圆轨道GPS和LEO卫星条件下，给出一种较为直接的GPS／LEO掩星反演地球大气参数技术中弯曲角序列的迭代算法，并在理论上对该迭代法的收敛性进行了严格的数学证明．利用GPS掩星反演模拟程序，定量估算了卫星圆轨道假设对GPS／LEO掩星反演地球大气参数的影响，并验证了在非圆轨道条件下各种迭代法的一致性．指出了文献中给出的级数展开迭代算法的不足之处．     

GPS掩星技术低轨卫星计划的现状及进展

主要介绍了几个国际上已经实施的GPS掩星计划（GPS／MET，Φrsted,Sunsat,SAC-C,CHAMP)和在研的（COSMIC，ACE）低轨卫星计划的现状及取得的进展。通过总结可知，下一代GPS掩星接收器应具有体积小、质量轻（几百克）、低功耗的特点；能提供实时的卫星物理状态参数；飞行器上的自主计算和控制；星上数据通信和命令解释；所有跟踪数据应符合厘米级精密定轨的要求；能提供掩星和海洋反射实验的测量。     

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，但除对半生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1500km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。     

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     

GPS／LEO掩星方法中的电离层延迟量对太阳射电辐射流量的响应

对无线电信号在电离层中的传播路径进行了数值模拟；针对掩星观测中的五组实际卫星轨道数据(包括GPS和LEO卫星)，给出了在太阳射电辐射流量(FLUX)分别为0，70，160和240等几种情况下的电离层延迟量对10．7cm波长的太阳辐射流量的响应结果；这分别对应着无太阳辐射、太阳射电辐射处于活动低谷、平静期和高峰期等几种情形。从中可以发现，掩星观测中电离层延迟量对10．7cm波长的太阳射电辐射流量的响应表现为如下特性：电离层延迟同参数FLUX的大小有明显的对应关系，即FLUX越大，则掩星观测中的电离层延迟越大；对于上升掩星情况而言，掩星观测中电离层延迟量起先逐渐增加，然后达到某一峰值，其后逐渐下降；在掩星观测的初期和中期，太阳射电辐射处于活动低谷、平静期和高峰期等几种情形之间的电离层延迟量差异都较为显著，而在掩星观测的后期，几种情形相互间电离层延迟量的差异都比较小。     

地球磁场对带电人造卫星轨道根数的摄动影响

研究了地球磁场对带电的非赤道卫星的轨道根数的摄动影响，理论结果表明，地球磁场对带电卫星的轨道半长轴没有摄动影响，既无周期摄动，也无长期摄动，但对轨道偏心率、轨道倾角、升交点赤经、近地点经度和历元平近点角均有周期摄动，且对升交点和近地点经度还有长期摄动效应，通过算例表明，当卫星带有大量电菏时，地球磁场对卫星轨道的摄动影响必须加以考虑。     

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。     

磁感应阻力对导体卫星在圆形轨道上的摄动影响

用功能转换原理和摄动理论的两种方法重点研究了导体卫星在地球磁场和有电导率介质空间飞行时磁感应阻力对圆形轨道半径的摄动影响。理论研究表明：导体卫星在圆形轨道上受磁感应阻力后轨道半径有随时间变化的长期摄动效应外还有周期性变化。此外，文中还讨论了磁感应阻力对圆形轨道的其它要素的摄动影响概况。     

地球磁场对带电人造卫星轨道根数的摄动影响

研究了地球磁场对带电的非赤道卫星的轨道根数的摄动影响。理论结果表明，地球磁场对带电卫星的轨道半长轴没有摄动影响，既无周期摄动，也无长期摄动，但对轨道偏心率、轨道倾角、升交点赤经、近地点经度和历元平近点角均有周期摄动，且对升交点和近地点经度还有长期摄动效应。通过算例表明，当卫星带有大量电荷时，地球磁场对卫星轨道的摄动影响必须加以考虑。     

GPS/LEO掩星观测的变分同化技术

在简单介绍GPS/LEO掩星探测大气的发展历史和科学意义之后,详细阐述了反演的基本原理;分析了标准反演中存在的问题,并说明一维变分同化(1DVAR)在反演方法中的重要性;给出了一维变分同化中价值函数的求解,以及各种同化因子;简单介绍了对当前气象学中普遍使用的四维变分同化(4DVAR);重点讨论了各种同化方法,以及使用各种同化因子的优缺点。最后,通过CHAMP卫星的观测实例分析,验证了GPS数据在数值天气预报(NWP)中的作用,以及相对于标准反演法一维变分对气象要素的改进。     

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．     

GPS无线电掩星监测地球大气技术中的一种长时间序列地面测点方法

ＧＰＳ无线电掩星技术是从行星无线电遥感探测技术发展而来。从８０年代末以来,这种技术在气象学的应用研究中获得新的发展,自从第一颗实验低轨地球卫星（ＬＥＯ卫星）ＭｉｃｏＬａｂｌ在１９９５年４月３日发射升空以后,它所获得的数据和成果已经证实了ＧＰＳ无线电掩星技术在地球大气分层结构的探测上所具有潜在科学价值。但是,延长地面测点的时间覆盖无疑对这种技术在气象和大气的研究上有很大的好处,因而提出一种用低轨通约     

MSISE90大气密度模型及其在GPS无线电掩星中的应用

本文简略介绍了MSISE90大气密度模型，它是以提高低高度大气密度计算精度为目标，基于MSIS86模式，采用不相干散射雷达和卫星质谱仪测量资料，在半经验公式的基础上进行拟合处理而成；并指出了Hedin对该模型的修正之处，并将该模型应用于GPS无线电掩星反演中性地球大气参数的先验温度序列的生成。     

卫星轨道理论的深入研究及其在定轨、预报和参数测定中的应用

自从1957年第1颗人造地球卫星Sputnik升空以来,人类进入空间时代已过半个世纪,这50多年中卫星技术日趋成熟.这篇论文根据作者在博士研究生阶段参加的3项课题撰写而成.这3项课题涉及了人造地球卫星轨道理论及应用的几个主要方面,具有一定的代表性,也能够展示目前卫星轨道研究的主要内容、手段以及在应用领域中的重要作用.