非太阳同步重访干涉轨道设计与摄动影响分析

为了满足合成孔径雷达(SAR)卫星大型星座任意轨道面都可保持长期重访干涉的需求,提出了一种通用的非太阳同步重访干涉参考轨道设计方法,将重访周期作为修正变量之一,采用迭代修正方法得到了高精度动力学模型下的任意轨道倾角的参考轨道。仿真分析给出了一定轨道高度范围内所有候选的参考轨道,并指出了不同轨道倾角、相同重访圈数的参考轨道高度的明显变化,为实际任务的轨道筛选提供了参考。此外,针对日、月引力摄动对轨道倾角的影响进行了详细分析,指出了中低轨道倾角的非太阳同步轨道所需轨道保持控制的代价非常小,完全可以保持长期重访干涉。

基于带谐重力场的测高卫星轨道设计

推导了一组测高卫星轨道设计的理论公式,介绍了相关方法,并编写了一套软件。分别以激光测高卫星ICESat和雷达测高卫星HY-2A为例,基于31阶地球带谐重力场,给出了其平均轨道参数与密切轨道参数。轨道模拟显示,卫星经过各自的回归周期之后,其星下点均能精确回到初始位置,并且长半轴、轨道倾角、偏心率和近地点幅角均没有发生长期和长周期的变化,符合参考轨道要求。

高精度重力场下回归轨道半解析优化设计

为解决太阳同步回归轨道的标称设计问题,提出一种基于高精度重力场的半解析优化方法。建立地球非球形引力摄动阶数为J_(15)的高精度重力场解析模型,并分离出引力摄动的长期项和长周期项。构建回归轨道从半长轴到平交点周期的对应关系,平交点周期变化随引力摄动阶数的提高而逐渐收敛。通过微分修正迭代算法所确定的半长轴相对于传统J_2摄动模型的半长轴确定值具有更高的精度和更好的稳定性。考察摄动短周期项影响下的密切交点周期,结果表明其受初始位置(平近点角)影响较大,变化范围为0.015 s,并由此给出精确回归轨道优化设计的基准:不同的初始位置上满足星下点轨迹严格回归的半长轴期望值。