月球卫星轨道摄动及冻结轨道研究

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1、VoI．2lNo．2航天器工程第21卷第2期12SPACECRAFTENGINEERING2012年4月月球卫星轨道摄动及冻结轨道研究童科伟刘伟高朝辉王俊峰王笃俊(1中国运载火箭技术研究院研究发展中心，北京100076)(2中国航天科工集团第二研究院中心军事代表室，北京100854)摘要利用理论分析、数值仿真与相图分析，论述了月球卫星冻结轨道与地球卫星冻结轨道的区别，分析结果表明，月球重力场存在较大异常，会引起月球卫星轨道发生较大漂移。月球冻结轨道在田谐项影响下，还存在中等周期的漂移。仅简单考虑带谐项系

2、数，无法求得完美的月球冻结系数。月球重力场异常对绕月卫星的影响与地球相比存在很大区别。月球轨道卫星的长期运行与控制策略的设计，不能按照地球轨道卫星的传统方法。目前使用的月球引力模型精度较差，尽管基于这些不可靠的引力模型，可以得出很多有用结论，但对未来高精度的月球探测任务来说，还存在不足，需要在将来的月球探测任务中，探测高精度的月球重力场，以利于未来月球探测航天系统的任务分析与设计。关键词轨道；月球卫星轨道；冻结轨道；轨道摄动；重力场中图分类号：V412．4文献标志码：ADoI：10．3969／j．iss

3、n．1673—8748．2012．02．003AnalysisofOrbitPerturbationsandFrozenOrbitforLunarSatelliteTONGKeweiLIUWeiGAOZhaohuiWANGJunfengWANGDujun(1Reaearch&DevelopmentCenter，ChinaAcademyofLaunchVehicleTechnology，Beijing100076，China)(2CentralPermanentRepresentativeoftheSec

4、ondAcademyofChinaAerospaceScience，Beijing100854，China)Abstract：Thedifferencesbetweenlunarsatellitefrozenorbitandearthsatellitefrozenorbitareanalyzedbasedonanalytictheory，numericalsimulationandphaseportraitanalysis．Theresultsshowthatthelunargravityanomaly

5、causeslargedrihoflunarsatelliteorbit，thelunartesseralharmonicscausesmiddleperioddriftoflunarfrozenorbit．Phaseportraitanalysisandnumericalanalysismethodscanbeusedtosolveperfeetlunarfrozencoefficientsinsteadofonlyusingzonalharmonics．Lunargravityanomalycaus

6、essignificantdifferencewhencomparedwithearthorbit．Forlongtermoperationandcontroloflunarsatelliteadifferentstrategymustbeused．Thoughsomeusefulresultscanbeobtainedbasedoncurrentlyusedlowerprecisionlunargravityfieldmodels，theyarenotadequateforthefuturehighp

7、recisionlunarexplorationmission．Itisurgenttodetecthighprecisionlunargravityfieldmodelforthemissionanalysisanddesignoffuturelunarexplorationspacesystem．Keywords：orbit；lunarsatelliteorbit；frozenorbit；orbitperturbation；gravityfield收稿日期：2011一O923；修回日期：2011-1

8、1-07基金项目：月球探测数据优化处理技术与二次开发应用研究(2O1OAA1222O6)作者简介：童科伟(1982)，男，博士，工程师，从事航天运输系统总体设计与研发工作。Email：tongkewei@126．com。第2期童科伟等：月球卫星轨道摄动及冻结轨道研究轨道相比存在非常大的不同，这可以基于月球冻结1引言轨道的特性来分析。冻结轨道要求近地点幅角和偏心率的变化为月球异常复杂的重力场使得月球卫星的轨道与零。冻结轨道可以视为普通轨道的一