满足约束条件的月球卫星飞行轨道的初步设计

讨论满足约束条件的月球卫星飞行轨道的设计问题，将约束条件分类为只与太阳，月球，地球，飞行器和观测站之间的相对位置有关的运行学约束条件以及涉及到飞行器轨道运行的动力学约束条件，在考虑月球卫星轨道的受力情况后，给出一种准确快速地计算和设计满足约束条件的标准飞行轨道的方法，并应用于不同约束条件下月球卫星的轨道预设计，初步讨论了轨道设计的误差分析，轨道跟踪及实时精密定轨等正在进行的其它相关工作。     

从近地轨道入轨的载人登月发射窗口分析与设计

为了提高安全性和增加运载能力,现代载人登月将采用人货分运的方式.针对从近地轨道入轨的问题,建立从近地轨道出发,以自由返回轨道为设计目标,满足轨道约束、光照约束和测控约束的发射窗口的计算模型.提出多约束条件下发射窗口选择算法.最后,根据自由返回轨道的特点给出发射窗口仿真算例.研究结果表明,对于给定着月点和近地轨道,载人登月的发射窗口并不是每个月都会出现一次,但在1年中,仍有多次机会可供选择.     

古怪的月球重力场

日历翻回到1972年4月24日,阿波罗16号的3位宇航员感到似乎可以松一口气了。在他们返回地球之前,只需要执行最后一项任务：释放小型子卫星PSF-2号——它将大约每2小时环绕月球一周（参见图1）。这颗小卫星将加入到8个月前由阿波罗15号释放的PSF-1号的工作中去,测量月球周围的带电粒子和磁场。这两颗子卫星都有着比较低的椭圆轨道,离开月面只有89到122千米。     

太阳系行星和月球历表的发展

简述目前太阳系行星和月球历表编制和发布概况,以满足科学研究需求。介绍几个世纪以来在行星和月球历书(也包括几万年长历书)编制过程中采用的3种方法:分析和半分析、数值积分和频谱分析方法,以及历表给出的格式和精度估计。描述当前常用的3个系列现代高精度行星和月球历表:DE、EPM和INPOP历表的共同特征,如行星相互作用的动力学方程、观测资料(光学和射电)的作用,及其不同点。介绍中等精度长间距历书编制情况,其有助于研究地球轨道偏心率、岁差和黄赤交角与古气候、古地质、古天象研究的关系;特别给出在几百万年历书编算中,长期岁差推算的变化。最后,介绍我国开展此项工作的情况,并提出开展此工作的几点建议。     

满足一定约束条件的登月飞行轨道的设计

讨论满足约束条件的登月飞行轨道的设计问题，将约束条件分类为只与太阳，月球，地球，飞行器和观测站之间的相对位置有关的运动学约束条件以及小及到飞行器轨道云动的动力学约束条件，在考虑登月飞行轨道的特征后，给出一种设计满足约束条件的标准飞行轨道的方法，并将方法应用于不同约束条件下的我国登月飞行以及月球卫星的轨道预测计。     

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．     

行星(月球)自转监测望远镜的原理样机地面验证实验

类地行星(月球)自转监测望远镜的科学目标是在行星(月球)表面现场测量行星(月球)自转并研究其内部结构和物理性质.为了验证全新的观测原理和资料处理方法,项目团队设计制造了一套原理样机,在一台商用天文望远镜的光路前端增加3面反射镜组,使其具有同时观测3个视场的能力.自2017年起在地面上开展了观测实验,获得了混合有3视场星象的图像.通过计算星象在前后图像上的位移实现了归属视场识别,使得观测效果与分视场独立观测等同,证明了用一台设备同时观测多视场的可行性.处理图像并通过3个视场中心的指向变化归算地球自转轴的空间指向,与理论值比较偏差平均约1′′,证明了观测原理和数据处理方法有效.对各种观测误差来源进行了分析,包含大气折射、仪器热稳定性和光学分辨能力的影响等,指出采用更长焦距的望远镜可以提高空间分辨率,优化形变控制可以提高观测稳定性.改进多视场同时观测中的光学设计也有助于精度的提高.     

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。     

月球卫星最优小推力变轨研究

对利用小推力发动机将月球探器从双曲线轨道转移到圆轨的燃料最省转移问题,进行了研究,首先,将问题分解为双曲线到椭圆的转移和从椭圆到目标圆轨道的转移两步,然后,分别利用遗传算法解决了冲量假设下的最估转移、小推力加速民政部下从双曲线到椭圆的转移轨道优化,以及转移时间有约束情况下的从椭圆到圆轨道的转移轨道优化问题。     

月球卫星轨道变化的分析解

由于月球自转缓慢及其引力位的特点,使得讨论月球卫星与人造地球卫星轨道变化的方法有所不同。     

ADVANTAGES OF SEARCHING FOR ASTEROIDS FROM LOW EARTH ORBIT: THE NEOSSat MISSION

Space-based observatories have several advantages over ground-based observatories in searching for asteroids and comets. In particular, the Aten and Interior to Earth’s Orbit (IEO) asteroid classes may be efficiently sought at low solar elongations along the ecliptic plane. A telescope in low Earth orbit has a sufficiently long orbital baseline to determine the parallax for all Aten and IEO class asteroids discovered with this observing strategy. The Near Earth Object Space Surveillance Satellite (NEOSSat) mission will launch a microsatellite to exploit this observing strategy complementing ground-based search programmes.     

关于改进的Encke方法中参考轨道的选择和校正

对于改进的Ｅｎｃｋｅ方法，选择适当的参考轨道是一个关键．然而，对于人造地球卫星长弧轨道计算，目前所给出的几种参考轨道均需要逐段校正，这将给定轨问题带来附加的复杂性．本文将仔细探讨如何选择参考轨道和减少校正次数．     

星载单频GPS接收机低轨卫星几何法定轨研究

讨论星载ＧＰＳ接收机为单频情形的低轨卫星几何法定轨,包括绝对定轨法,相对定轨法和动态网定轨法,并利用ＴＯＰＥＸ／ＰＯＳＥＩＤＯＮ卫星星载ＧＰＳ实现Ｌ１观测值进行验证。结果表明,绝对定轨法三维轨道位置精度可达２０ｍ左右,适用于低轨卫星实时导航;相对定轨和动态网定轨精度均比绝对定轨精度高,伪距相对定轨三维轨道位置精度可达米级,载波相位相对定轨精度可达分米级;动态网定轨相当于在各基准站相对定轨之间加权均     

地球的弹性形变能

采用较完善的地球模型PREM，通过求解弹性体的基本运动方程，得到形变位移矢量，由此分别计算出因日月引潮力势和地球自转离心力势引起的地球的弹性形变能，它将为弹性地球运动的Hamilton表达式提供摄动项的量级估计，并将是理论上探讨地月系演化的一个重要方面。     

人造卫星变轨检测算法

讨论基于多卜勒资料对人造卫星变轨的检测问题，提出对验后残差序列进行等方差检验的算法，判断卫星第1天有否变轨；还提出一种由预报残差序列估计△αk的算法，判断卫星第2、3天有否变轨，当多卜勒资料标准差为0.2厘米／秒时，计算表明，算法能可靠检测轨道半长径α改变3米以上的变轨。     

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．     

测定地球引力常数GM的协方差分析

编制了在ＧｉｖｅｎｓＧｅｎｔｌｅｍｅｎ正交变换算法下的多级复弧协方差分析软件．运用到引力常数ＧＭ解算的情形中,并计算了未参加估计的台站坐标的误差对产生解算结果的影响．这种影响的直接后果是降低了解算的精度．对产生解算内符精度和真实外符精度之间差别的原因进行了初步的探讨