SST-LL重力测量卫星轨道分析

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1、第21卷第3期航天器工程Vo1．21No．32012年6月SPACECRAFTENGINEERING23SST—LL重力测量卫星轨道分析覃政张立华丁延卫(航天东方红卫星有限公司，北京100094)摘要论述了SST_LL重力测量卫星科学任务对轨道寿命、地面覆盖性能、轨道高度单圈波动、星间距离变化范围的需求。根据需求，计算了轨道的自然衰减情况，得l出轨道初始高度为500km；综合考虑地面覆盖要求及运载火箭能力，得出了最佳轨道倾角为89。；得出了0．0020偏心率下轨道高度波动范围不超过50km；分析得出星间距离的长周期变化主要受大气阻力影响，初步确定了轨道控制方案，即定期对受大气阻力较

2、大的卫星进行轨道机动。关键词重力测量卫星；低一低卫星跟踪卫星；轨道参数；地面覆盖；星间距离中图分类号：V412．4文献标志码：ADOI：10．3969／j．issn．1673—8748．2012．03．004AnalysisofSST—LLGravityExploringSatelliteOrbitQINZhengZHANGLihuaDINGYanwei(DFHSatelliteCo．Ltd，Beijing100094，China)Abstract：Theneedsofscientifictargetsofthelow-lowsatellite-to-satellitetracin

3、g(SST-LL)gravityexploringsatellitefortheorbitlife，ground-coverage，altitudevariationrangeinonecircleanddistancebetweentwosatellitesareconsidered．Accordingtotheneeds。theaerodynamiclOSSandtheoptimalin—clinationsarecomputed．Asaresult，theinitialaltitudeshouldbe500kmandinclinationof89。wouldbethebest

4、choicefortheground-coverageandlaunchvehicle．Thealtitudevariationrangeislessthan50kinwiththeeccentricity0．0020．Themaincauseofthedistancevariationbetweentwosatellitesisaerody—namicdrag，andthecontrolstrategyofthedistancevariationisanalyzed，suchasperiodicorbitmaneuverforthesatellitewhichsuffereshi

5、gheraerodynamicdrag．Keywords：gravityexploringsatellite；SST—LL；orbitparameter；ground—coverage；satellite—to—sate11jtedistance运行)，取得了极大的成功，获得了大量的地球重力场1引言原始数据，成为SST-LL重力测量卫星的成功典范。卫星轨道高度、倾角、偏心率、星间距离等轨道低一低卫星跟踪卫星(SST_LL)模式利用两颗低参数，不仅直接影响地球重力场的测量精度和时变轨卫星相互跟踪测距，从而感知星下重力异常区域，特性，还对卫星平台和分系统的设计产生重要影响，是利用卫星测

6、量地球重力场的主要方法之一，对测是SST—LL重力测量卫星极为重要的系统级参数。绘、地震、海洋、水文、地球物理、资源勘探、军事等均本文从卫星工程角度出发，进行sST—LL重力测量有非常重要的意义。2002年发射的美德联合研制的卫星轨道参数的分析和仿真，获得了满足科学任务“重力恢复和气候实验”(GRAcE)双星(至今仍延寿要求的轨道参数及轨道控制策略，可为我国开展收稿日期：2011-0826；修回日期：201204—09基金项目：国家重大航天工程作者简介：覃政(1987一)，男，硕士研究生，研究方向为重力卫星指标分析。Email：commata@163．CON。24航天器工程SST—

7、LL重力测量卫星项目提供参考。卫星的地面覆盖性能主要受轨道倾角的影响。重力场动态测量任务要求卫星在2～4个星期内对2卫星工作原理及轨道需求全球进行均匀的覆盖，且4个星期内覆盖间隙小于120阶重力场所对应的166km空间分辨率Ⅲ。为2．1卫星基本工作原理了保证卫星对极地地区的覆盖能力，卫星应采用近卫星系统的基本工作原理如图1所示。在图1极地轨道；为保证极区重力反演精度，星下点轨迹南中，两颗低轨卫星A、B(图中小车)在同一条极地近北极区的覆盖空白直径应小于双星编队距离。圆