Hamilton系统数值计算的新方法

系统地介绍了近年来对Hamilton系统数值计算新建立的辛算法和线性对称多步法，并对它们在动力天文中的应用作了一简要回顾。

一种改进的显式辛算法

针对太阳系中大多数天体运动问题可用受摄二体问题模型来描述这一特点，采用算法的分解与合成，构造出一种改进的显式辛算法，其精度明显提高，数值计算结果证实了这一结论。

辛积分器中沿迹误差的一种补偿方法

辛积分器严格描述了一摄动Ｈａｍｉｌｔｏｎ系统的流，因而导致天体轨道的沿迹误差随时间呈线性增长趋势。本文利用这一特点，提出了一种对其沿迹误差进行估算的数值方法，从而达到了对数值结果进行沿迹误差补偿的目的。数值结果证实了此方法在较大积分步长和较长积分时间的数值计算中是有效的。

辛算法在LCN计算中的应用

本文将辛算法应用于LCN的计算,发现辛算法与非辛算法相比有着明显的优点.

内摄型轨道共振

本文讨论限制性三体问题中小天体与摄动天体之间的内摄型轨道共振,土卫七(Hype-rion)与土卫六(Titan)之间的4/3共振就属这种类型.内摄型的共振特征与外摄型轨道共振有明显的差别,但就共振结构而言,两者是一致的.

关于轨道共振的演化性态

轨道共振的特征可从相应的平均化后的理想共振模型中获得,但在受摄情况下,当t—1/ε,甚至t》1/ε时(ε是摄动小参数),共振运动的性态又将如何这是至关重要的问题。当然,该问题与结构稳定性有关,但有它自身的特殊性,即只需考查共振态能否保持,本文将着重讨论小行星的轨道共振,并通过对几种主要通约比(3/1,2/1,3/2)的情况,进行近似分析和数值探索来阐明共振态的演化以及各种摄动因素的影响,发现了不同通约比对应的共振态演化间的某些差别.

轨道共振态稳定性的一种判别方法

本文通过对一种简化的椭圆型限制性三体问题对应的受摄理想共振模型的详细讨论,建立了一种用能量关系来判别轨道共振态稳定性的方法.数值结果表明:当运动天体的轨道偏心率小于0.2时,可以将此方法用于椭圆型限制性三体问题中轨道共振态稳定性的判别.

研究轨道共振的一种分析平均模型

本文考察了目前研究轨道共振几种模型的特点,提出了一种分析平均模型,对于研究轨道共振的特征和演化均有方便之处.

木星大气中交替快速环流研究

伽利略探测器对木星深部的大气测量,进一步增加了木星大气的平均带状交替快速环流是由其深部大气运动产生的可能性,由于木星高速自转,所以此带状流的基本动力学特征是地转流,即主要动力学平衡是科里奥利力和压力.基于近两维和非轴对称地转慢波的非线性相互作用,描述了一个新的带状交替快速环流的分析理论,并给出了地转波动的一个显函数关系分析表达式,以及它对应于弱非线性问题的首阶解.对考虑非线性效应的高阶解问题,推导出了一个运动方向交替的快速环流的分析表达式.也对该理论在木星和其他行星的大气动力学研究方面作了讨论.

上海天文台2004年度的科研工作

简要回顾了中国科学院上海天文台2004年科研及相关工作情况。

上海天文台2003年度的科研工作

简要回顾了上海天文台在 2 0 0 3年的科研工作情况。

上海GPS综合应用网对可降水汽量的实时监测及其改进数值预报初始场的试验

分析了 2 0 0 2年夏季上海GPS综合应用网 (简称SGCAN)的观测数据 ,实时处理中直接利用IGS(Interna tionalGPSService)超快速产品IGU(theUltrarapidorbitofIGS)轨道 ,在长基线辅助下考虑海潮的影响 ,得到了可靠的可降水汽量 (简称PWV)序列 ,监测结果与加密的Radiosonde观测比较 ,偏差为 2mm左右 .与MM5预报可降水量的比较说明GPS监测结果可以作为检验数值预报质量的工具之一 .2 0 0 2年夏季SGCAN监测的PWV时空变化过程反映了长江三角洲地区从西南到东北的详细入梅雨过程和特点 ,以及整个梅雨季节雨带在江淮地区来回摆动的情况 .一小时雨量与GPS PWV锋值的对应关系统计表明GPS PWV对雷暴雨具有一定的短期预报特性 .利用Cressman分析方法把GPS PWV插值到中尺度数值预报模式初始场的各个格点上 ,改进了数值预报初始湿度场的精度 ,提高了中尺度数值预报的准确性 ,反映了GPS

GPS信号斜路径方向水汽含量的计算方法

利用GPS信号斜路径方向的水汽含量(SWV)探测水汽的三维分布,是目前国际上地基GPS气象学研究的前沿课题.基于此提出了一种利用无电离层影响的GPSLC非差观测组合直接计算斜路径方向水汽含量的方法.该方法每30秒钟计算一次斜路径方向的水汽含量.计算结果与水汽辐射计(WVR)的观测值比较表明,利用该方法计算斜路径方向的水汽含量可以达到毫米级的精度.把5分钟内的斜路径水汽投影到天顶方向取平均,与以5分钟间隔估计的可降水量(PWV)进行比较,结果表明二者之间的差别小于2mm.用该方法计算的GPS信号斜路径方向上的水汽含量,可以用于层析水汽的三维分布,优化数值天气预报的初始场,也可以改正GPS大地测量和雷达影像的误差.

日长变化、大气角动量和ENSO:1997～1998厄尔尼诺和1998～1999拉尼娜信号

采用 1 970年 1月～ 1 999年 6月期间日长变化序列 ( ΔL OD)、大气角动量 ( AAM)和南方涛动指数 ( SOI) ,通过小波变换等方法研究ΔLOD,AAM与 ENSO间的关系。结果表明 ,ΔL OD和 AAM的年际变化与 ENSO具有相似的时变谱结构 ,从日长和 AAM资料中可以检测到 1 997～ 1 998年厄尔尼诺 ( El Nino)和 1 998～ 1 999年拉尼娜 ( La Nina)

地基GPS气象学研究的主要问题及最新进展

目前大多数映射函数在低高度角时精度都比较差 ,发展适应低高度角的映射函数 ,提高低高度角观测值的利用率 ,研究大气的水平梯度是目前地基GPS气象学的主要研究任务 ,发展随时空变化的动态映射函数也是国际上的一个主要研究问题。由于PWV不能提供水汽分布的三维信息 ,求定GPS信号斜路径方向上的水汽SWV ,以及利用SWV层析大气的垂直结构是目前国际上GPS气象学的研究前沿。文中总结了目前国际上SWV的求定及层析水汽三维结构的主要方法 ,及存在的问题。把GPS探测的水汽同化到数值天气预报中 ,以提高数值预报的能力是GPS气象学研究的目的 ,作者介绍了目前水汽在数值预报模型中的同化情况。

大气角动量函数在日长变化非线性预报中的重要作用

日长变化具有复杂的时变特性,传统的线性时间序列分析方法往往难以取得良好的预报效果.采用非线性人工神经网络技术对日长变化进行预报,网络模型的拓扑结构由最小均方误差法来确定.考虑到日长变化与大气环流运动间的密切关系,在神经网络预报模型中引入轴向大气角动量序列.结果表明,联合日长和大气角动量序列,比起单独采用日长资料,预报精度得到显著的提高.

两种观测技术综合精密定轨的探讨

利用T/P卫星的SLR和DORIS实测资料 ,对两种观测技术综合精密定轨中的加权及其对定轨影响的问题作了初步的探讨 .根据所提出的一种经验性的加权方法进行了综合定轨计算 ,结果表明 :对于两种不同技术的观测 ,相对权选取的恰当与否将影响综合定轨的精度 ;综合定轨的最优加权不仅依赖于观测资料的精度 ,还与观测资料的多少和几何分布有关 ;通过选用最优加权 ,可使得综合定轨的精度优于仅用其中一种技术的定轨精度 ,综合定轨能有效地提高定轨精度 .

GPS应用于地球动力学研究的进展

介绍了GPS卫星系统的现代化以及ICS(Ineternational GPS Service)的最新研究成果;重点介绍了GPS技术在地球动力学研究中,包括国际地球参考架的建立与维护,固体地球形变和海平面变化的监测,科学卫星轨道的确定以及全球和中国地壳运动、地球定向参数的监测,GPS在大气研究和气象预报中的最新进展;评述了GPS技术目前存在的问题,包括与SLR测量之间存在的系统偏差、GPS技术本身可能存在的周年变化和GPS卫星天线相位中心的变化。

辛算法在动力天文中的应用（Ⅲ）

文［１］和文［２］从哈密顿系统的整体结构保持这一角度阐明了辛算法［３－６］的主要功能，本文将从定量的角度进一步表明辛算法的另一独特优点──可以控制天体运动沿迹误差的快速增长，并对可分离哈密顿系统的显式辛差分格式稍加改进，推广应用到一般动力系统，该系统含有小耗散项或小的不可分离项。计算结果表明，效果极佳。因此，辛算法与传统的数值解法相比，确有很多优点。

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 1 998年前 3个月的 2 3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 ,并改善了一部分弧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均方差可见 :就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要的地位 .纵观全文 。