基于星载加速度计反演载人航天轨道大气密度

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1、第19卷2013往第6期11月载人航天MannedSpaceflight、()I．19No．6NIJ、．2013基于星载加速度计反演载人航天轨道大气密度周率1，孙佳东h，程国胜2，李星祥2，李黎1(1．北京航天飞行控制中心航天飞行动力学技术重点实验室，北京100094；2．南京信息工程大学数学与统计学院，南京210044)摘要：热层大气密度直接影响低轨道航天器的精密定轨，热层大气密度模型的误差是影响载人航天定轨精度的关键因素。选取400km为载人航天轨道的代表高度，利用CHAMP卫星数据修正热层大气密度模型，进而

2、反演得到2002年的热层大气密度，统计其中长期变化特征，并分析大气密度与太阳活动和地磁活动的关系，得出热层大气密度与两种指数的总体变化趋势一致的结论．且地磁活动与大气密度的相关性更好。同时将大气密度的反演值与神舟三号飞船的实测密度值进行对比，结果显示二者有较好的一致性，其平均残差和均方根误差分别为0．03和0．24，并且地磁平静期的误差明显小于磁暴期。结果表明，利用星载加速度计数据反演载人航天轨道大气密度是一种有效的方法。关键词：加速度计；反演；载人航天；大气密度；太阳活动；地磁活动中图分类号：V520．1；P3

3、53．1文献标识码：A文章编号：1674．5825(2013)06-0029-05ThermosphericDensityofMannedSpaceOrbitRetrievedfromCHAMPAccelerometerObservationZhouLti1，SunJiadon92，ChengGuoshen92，LiXingxian92，LiLi1(1．ScienceandTechnologyonAerospaceFlightDynamicsLaboratory，BeijingAerospaceControlCe

4、nter，Beijing100094，China；2．SchoolofMathematics&Statistics，NankingUniversityofInformationScience&Technology，Nanjing210044，China)Abstract：ThethermosphericdensitydirectlyaffectstheorbitdeterminationprecisionoflOWearthorbitspacecrafts．therefore．theerrorofthermosp

5、heretotalmassdensitymodeliSthekeyfororbitdeterminationandpredictionofmannedspaceflight．400kmwasselectedasthetypicalheightofthemannedspaceorbit．CHAMPsatellitedatawasusedtomodifythethermospheremodelSOastoretrievethethermospherictotalmassdensityof2002fromtheCHAM

6、Paccelerometerobservation．Thenitsmiddleandlong—termvariationanditsrelationshipwithsolarandgeomagneticactivitieswereanalyzedwhichlcadtotheconclusionthatthermosphericdensityvariedconsistentlywiththesetwoactivitiesingeneralandgeomagneticactivitieswereevenclosely

7、relatedtoit．ThecomparisonbetweenthedensityretrievedandthedatameasuredbyShenzhou3spaceshipshowedthattheywereingoodconsistencywiththeaverageerrorof0．03andtherootmeansquareerrorof0．24respective—ly．Theerrorwassignificantlysmalleringeomagneticcalmperiodsthanthatin

8、stormphases．Theresultsshowedthatitwasaneffectivemethodtoretrievethethermosphericdensityofthemannedspaceshipbyaccelerometerobservationofsatellites．Keywords：accelerometer；densityretrieved；m