导航战中卫星轨道机动燃料初步估计

由于信息化时代对空间导航系统的依赖越来越严重,未来空间战争中,导航战将是主要的战争形式之一。为提高生存能力,导航卫星需要具备一定的轨道机动能力。这里针对某种设定的机动模式,对卫星所需的燃料进行了初步估计,为导航卫星设计提供必要的设计约束。     

天体运行轨道的背景介质理论导引与自相似分形测度计算的分维微积分基础

通过讨论天体运行背景介质理论的连续轨道及离散轨道这二个研究方向的基础假设,介绍了天体运行轨道的具体方程形式及理论框架概要;进一步地通过讨论天体运行轨道Binet方程的一般形式及其行星近日点进动角的解,给出了连续轨道理论与Newton理论及Einstein广义相对论的联系与区别;通过讨论天体运行轨道的分维扩展方程,给出了包括太阳系行星、天王星卫星、地球卫星、绕月航天器等在内的离散轨道（稳定性轨道）方程及其预言数据.特别地,作为对天体在较为广泛区域作用曲线的初步探讨推论,指出仅由天体引力难以形成质量密度趋于无穷大的理想黑洞.通过讨论一般函数的分维导数的位置假设及幂函数的分维导数的形式假设,进一步明晰了幂函数的分维导数、分维微分及分维积分的具体方程形式,给出分维导数与分数阶导数的区别,随后讨论了基于一般分形测度的分维微积分形式定义导出的自相似分形的测度计算方程具体形式,给出了其与目前Hausdorff测度方法（覆盖方法）的区别,并对包括三分Cantor集合、Koch曲线、Sierpinski垫片及正交十字星形等自相似分形在内的测度进行了计算分析.     

卫星轨道力学模型分析

本文分析了目前卫星定轨中采用的轨道力学模型误差状况。使用Ｌａ－ｇｅｏｓ卫星的全球激光测距资料，利用长短弧定轨比较方法，给出了力学模型误差对此卫星的影响特性，并对所采用的力模型进行定性、定量分析。结果表明，卫星长弧定轨误差源来自于力学背景尚不十分清楚的因素。     

方差分量估计方法在ERS—2卫星精密定轨中的应用

将方差分量估计（VCE）方法应用于ERS－2卫星的精密定轨,用SLR和PRARE资料计算了1998年前3个月的23个长度为5天的弧段（除了调整轨道的时段外,相邻弧段有两天的重叠）,从观测值残差分析和重叠弧段比较两个方面,考察VCE方法对定轨计算的影响,并给出了各组观测值的平均验后均方差,对观测值残差的分析表明,使用VCE方法明显地改善了观测值的拟合程度,但从阿卑（Abbey)标准对观测值残差的检验结果来看,使用VCE方法不能消除轨道中由力学模型和几何模型误差引入的系统差,重叠弧段比较的结果表明：（1）使用VCE方法缩小了重叠弧段的平均距离差,并改善了一部分权段明显不合理的偏离,使最后得到的轨道具有更均匀的精度,（2）相比较而言,VCE方法使相邻弧段靠拢的趋势在轨道切向体现得较为明显,由各组观测值的平均验后方差可见,说单个标准点观测值而言,部分SLR台站的观测资料在定轨计算中占有比其他观测资料更重的地位,纵观全文,使用VCE后得到的观测值的平衡验后均方差来确定资料的双重将比使用均方差更为合理。     

GPS实时精密星历确定

本文基于美国Gamit软件研究的基础上，对于GPS实时精密轨道确定的方法进行了细致的研究，提出了在中国区域范围内有实用价值的区域定轨方法与方案。本文从GPS轨道的各种摄动力影响入手，对实时GPS轨道确定方法进行了阐述，同时讨论了在国家测绘局目前GPS跟踪站网的构架下，利用跟踪站网的多天数据并且引入随机参数进行GPS实时轨道确定的实例。     

近圆轨道遥感卫星星下点轨迹的计算

根据遥感卫星轨道的特点，提出了计算近圆轨道卫星星下点轨迹的算法，并对其进行精度评估。结果表明这种算法是快捷和有效的，能够满足卫星规划阶段对轨道精度的要求。     

利用GEOSAT／ERM卫星测高数据计算中国近海海平面

本文利用一年（１９８６年１１月８日～１９８７年１１月１７日）２２个ＥＲＭ周期的ＧＥＯＳＡＴ卫星测高数据计算出中国近海海域（１０５°～１３５°Ｅ，０°～４０°Ｎ）相对于ＧＲＳ８０参考椭球面的１°×１°年平均海平面。该海平面我们称之为ＩＧＧＭＳＳ９５平均海平面。在数据处理过程中，由于采用了混合轨道误差模型及交叠平差技术，极大地消除了在误差中占主要成分的径向轨道误差影响，使得ＩＧＧＭＳＳ９５平均海平面的总体精度达到±２０～３０ｃｍ（ＲＭＳ）水平。与ＯＳＵ９１Ａ重力大地水准面模型相比较可以发现两者具有惊人的一致性。     

A hyperspectral experiment over tropical forests based on the EO-1 orbit change and PROSAIL simulation

ABSTRACT

We designed a unique hyperspectral experiment from the Earth Observing One (EO-1) orbit change to evaluate solar illumination effects over tropical forests in Brazil. Ten nadir-viewing Hyperion images collected over a fixed site and period of the year (July to August) were selected for analysis. We evaluated variations in reflectance and in 16 narrowband vegetation indices (VIs) with increasing solar zenith angle (SZA) from the pre-drift (2004–2008) to the EO-1 drift period (2011–2016). To detect changes in reflectance and shadows, we applied spectral mixture analysis (SMA) and principal component analysis (PCA) and calculated the similarity spectral angle (θ) between the vegetation spectra measured with variable SZA. The magnitude of the illumination effects was also evaluated from change-point analysis and nonparametric Mann-Whitney U tests applied over the time series. Finally, we complemented our experiment using the PROSAIL model to simulate the VIs variation with increasing SZA resultant from satellite drift. The results showed significant changes in Hyperion reflectance and VIs, especially when the EO-1 crossed the study area at earlier times and larger SZA in 2015 (9:05 a.m.; SZA = 59°) and 2016 (8:30 a.m.; SZA = 67°). Compared to the pre-drift period (10:30 a.m.; SZA = 45°), the SZA differences of 14° (2015) and 22° (2016) increased the shade fractions and decreased the vegetation brightness. PCA separated the pre-drift and drift reflectance datasets, showing shifts in scores due to changes in brightness. θ increased with SZA, indicating changes in the shape of the vegetation spectra with drift. For most VIs, the change-point analysis indicated 2015 (SZA = 59°) as the predominant year of detected changes. Compared to the EO-1 original orbit, the Plant Senescence Reflectance Index (PSRI), Anthocyanin Reflectance Index (ARI) and Structure Insensitive Pigment Index (SIPI) presented the largest positive changes during drift, while the Photochemical Reflectance Index (PRI), Visible Atmospherically Resistant Index (VARI) and Enhanced Vegetation Index (EVI) had the largest negative changes. The effect size of the illumination geometry on these VIs was large, as indicated by increasing values of the Cohen’s r metric toward 2016. The anisotropy of the Hyperion VIs was generally consistent with that from PROSAIL in the simulated pre-drift and drift periods. Focusing on structural indices, it affected the relationships between VIs and simulated leaf area index (LAI) at large SZA.