基于温度参数的经验密度模式修正方法

《基于温度参数的经验密度模式修正方法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、第21卷第1期2015年1月载人航天MannedSpaceflightV01．2lNo．1Jan．2015基于温度参数的经验密度模式修正方法李勰1’2，唐歌实1’。，李正3，李翠兰1’2，刘舒莳1’2(1．航天飞行动力学技术重点实验室，北京100094；2．北京航天飞行控制中心，北京100094；3．南京信息工程大学数学与统计学院，南京210044)摘要：大气阻力是影响低轨航天器众多空间操作的重要因素，尤其是经验密度模式，固有的至少15％的误差已经严重制约航天器轨道计算精度的提高。针对广泛应用的经验密度模式，

2、选择物理背景简明的Jacchia7l模式，以温度参数r和t为对象，建立密度相对于上述温度参数的条件方程，推导了密度相对于温度参数的解析偏导数，并给出其最小二乘解。利用CHAMP卫星数据对模式修正结果进行验证，模式平均误差从40％降低至3％左右。通过TG01飞行器的轨道预报比较，修正前后轨道预报误差从2km降低至1．3km。经过CHAMP卫星和TG01飞行器的实测数据检验，验证了修正算法的正确性和有效性。关键词：温度参数；热层密度；经验模式；模式修正中图分类号：P421．3文献标识码：A文章编号：1674—58

3、25(2015)01-0048-05AMethodforCalibratingEmpiricalDensityModelBasedonTemperatureParametersLIXiel”，TANGGeshil⋯，LIZhen93，LICuilanl7，LIUShushil，2(1．ScienceandTechnologyLaboratoryonSpaceFlightDynamics，Beijing100094，China；2．BeijingAerospaceControlCenter，Beijing100

4、094，China；3．CoflcgeofMath&Statistics，NanjingUniversityofInformationand,ScienceandTechnology，Nanjing210044，China)Abstract：ThermosphereatmosphericdragisasignificantfactoraffectingmostspaceoperationsoflOWearthspaceerafts。especially。aninherent15％formalerrorofth

5、eempiricalmodeliSabarriertoimprovetheorbitcalculationaccuracy．Amongtheempiricalmodelsusedinaerospaceengineering，Jacchia71model，whichhasrelativeexplicitphysicalbackground，wasselectedasthebasicmodel．ThetemperatureTcandTxwerechosenastheestimatedparametersdurin

6、gthedifferentialCorrec。tion．Theconditionequationofdensitywithrespecttothosetwotemperatureswasestablished，andtheleastsquaresolutionsweregivenaswell．ThemodelaccuracywasimprovedbyoveranorderofmagnitudeaftercalibrationusingCHAMPdata．OrbitpredictionaccuracyofTG0

7、1withthepositionbiasof2kinwasalsoraisedto1．3kinthroughtemperaturecorrectionsusingin—sitedetectingdata．Thecasestudiesvalidatedtheeffectivenessofthecalibrationalgorithm．Keywords：temperatureparameters；thermospheredensity；empiricalmodel；calibration1引言航天器轨道控制与规划

8、、空间交会对接、碰撞预警与规避，以及寿命和再人预报等空间操作，都直接或间接受热层大气的影响n‘3]。尤其是热层大气密度，受来自于顶层太阳辐射和太阳风，以及底层大气波动的影响，变化十分复杂，有很多变化的物理机制尚待进一步研究‘4。在中国航天工程中，普遍采用经验密度模式来计算大气的阻力摄动，其中常用的包括JAC．收稿日期：2014-09-01；修回日期：2015旬1—13基金项目：国家重点基础研究发展计