脉冲星导航系统的星历表误差RKF校正算法

为了减小星历表误差对脉冲星导航系统的影响,本文提出了一种针对星历表误差的RKF(Robust Kalman filter)导航定位方法。通过对星历表误差进行分析,得到星历表误差随时间变化的关系。建立带有星历表误差的量测模型,利用Kalman滤波原理进行计算。在Kalman滤波计算的过程中,星历表误差项是未知的,利用矩阵不等式进行处理,最终确定误差协方差的下界,并计算反馈增益得到最终的状态估计值。将RKF方法与UKF和其他两种处理星历表误差的滤波方法分别在绕飞地球和火星的轨道上进行测试并进行对比分析,实验结果表明,提出的方法可以取得到比UKF和其他两种滤波方法更高的定位精度,有效的减小星历表误差对脉冲星导航系统的影响。

3种典型的太阳系大行星历表的对比分析

美国DE系列、法国INPOP系列和俄罗斯EPM系列数值星历表是目前公认处于世界领先的3种行星数值历表。计算100 a(1960—2060年)间,3种数值历表中大行星(包含月球)相对地球和相对太阳系质心的位置坐标差分最大值及均方根。结果表明,3种历表对太阳系质心的测量存在百米到公里量级的偏差,EPM2017与其他两个相差较大。考虑相对地心的位置,水星和金星的历表精度在百米量级;火星的历表精度在百米到公里量级;木星和土星的历表精度在几公里到几十公里量级;天王星和海王星的历表精度在几百公里到几千公里量级;月球历表的精度在分米到米量级,其径向距离精度在分米量级。此结果为地月空间科学实验及深空探测应用提供了支持和依据。

两点求星历表的计算方法

利用三站同步测距资料就能算出同步卫星位置。如果已经算出了同步卫星在两个不同时刻的位置,采用本文所提供的计算方法就能建立同步卫星星历表。本文所采用的计算方法,适合于在计算机上编程,从而构成同步卫星星历表计算的—个实用软件。

建立同步卫星精密星历表的最佳数值方法

简要介绍当前天体力学中常用的各种数值计算方法．结合同步卫星运动方程的特点和轨道解的性质，分析各种数值计算方法在同步卫星情况下使用的优劣，确定一次和分形式的Ｃｏｗｅｌｌ方法是建立同步卫星精密星历表的最佳方法，最后通过有效的数值实验，给出不同精度要求下Ｃｏｗｅｌｌ方法的最佳阶和相应的最大步长．

建立同步卫星精密星历表的最佳数值方法

简要介绍当前天体力学中常用的各种数值计算方法,结合同步卫星运动方程的特点和轨道解的性质,分析各种数值计算方法在同步卫星情况下使用的优劣,确定一次和分形式的Cowell方法是建立同步卫星精密星历表的最佳方法,最后通过有效的数值实验,给出不同精度要求下Cowell方法的最佳阶和相应的最大步长.

DE303/LE303星历表在激光测月资料分析中的应用

本文介绍了利用美国喷气推进实验室(JPL)的星历磁带DE303,在计算机内存中创建DE303/LE303星历表和月球天平动LLB303文件的过程,并应用这一最新历表处理了1987年10月至1990年12月的全球4个测月站的观测资料,求得了UT0-UTC序列SHA90 M01。同时,对不同历表解算的UT0-UTC结果也作了比较。计算结果表明,采用DE303/LE303星历表LLB303天平动历表归算得到的UT0-UTC序列的外部精度略好于用DE200/LE200星历表及LLB200天平动历表归算所得结果序列的外部精度。

导航脉冲星星历表时空参考系统一性问题

脉冲星具有很高自转稳定性,利用一组统一参考系统下的脉冲星星历表所构建的高精度时空基准,可对飞行器进行自主导航。目前国内尚未观测给出统一参考下的导航脉冲星星历表,国际上已发布的导航脉冲星星历表是在不同参考系统下建立的,无法直接用于构建时空基准,将影响我国近期开展空间脉冲星导航试验。针对没有原始计时观测数据的情况,提出通过模拟计时观测数据,拟合获得新参考系统下的星历表,实现一组导航脉冲星星历表的参考系统统一。最后分析了基于该方法不同参考下的星历表转换精度,其中,DE200转换为DE436后,脉冲星TOA一年内预报值最大偏差由86.6μs减小为2.3μs。TT(TAI)转换为TT(BIPM15)后,TOA一年内预报值最大偏差由0.326μs减小为0.062μs。基于TEMPO2中transform插件可实现不同参考坐标时下星历表精准转换,转换误差小于6 ns,可忽略不计。参考系统DE421/TT(TAI)/TDB转化为DE436/TT(BIPM15)/TCB后,TOA一年内的预报最大偏差降低为0.047μs。

各种精密星历数值积分方法间的比较

本文对常用的数值方法(Adams、Cowell、RKF、GBS、Everhart,Taylor和Krogh方法)就四个主要指标(局部截断误差,数值稳定性,复杂性和普适性)进行评述和比较,并提出一些初步的结论供数值积分工作参考。

考虑后牛顿效应的二体问题的解和星历计算

本文给出考虑后牛顿(PN)效应的二体问题解所对应的基本关系式,并仿照开普勒(Kepler)运动,给出星历表计算方法和相应的计算公式以及适用于数值研究中的简单形式。

星历模型地月系统平动点拟周期轨道设计研究

为改进使用圆形限制性三体模型设计轨道时缺乏摄动分析的不足,提高轨道设计的精度,对星历模型地月系统平动点拟周期轨道设计方法进行了研究。在不设置假设条件的前提下,考虑月球真实轨道及地球、月球和太阳的影响,在地心J2000惯性坐标系中建立平动点附近航天器高精度的星历模型。以圆形限制性三体中的周期轨道作为迭代初值,用星历表数据对轨道进行拼接获得所需的拟周期轨道;用多步打靶法替代单步微分修正进行迭代,对轨道上各节点进行校正以获得所求的拟周期轨道,给出了轨道设计步骤。仿真结果表明:所提方法可有效获得地月系统平动点附近拟周期轨道,提供满足真实动力学环境的轨道,有效节约轨道保持所需的燃料。该方法有较大的工程应用价值。

GPS卫星广播星历的一种应用途径

本文介绍了利用GPS卫星广播星历表计算卫星的坐标和速度的一种方法，这种方法可以消除广播星历中的随机噪声，使卫星的坐标精度达到广播星历应有的精度。同时卫星速度的精度也可达到相当于坐标精度的水平。

电子星历信息快速定位系统的设计与实现

随着《2000中国大地测量系统》的启用,天文测量需要采用新的天文星历系统,为此我们研制了"电子星历信息快速定位系统"。该系统以天文星历为主要信息源,编制了天文大地测量观测专用的电子星表,改进了传统的星位处理模式,建立了星位信息数字平台,实现了动态和可交互性信息的查询检索。

电子星历信息快速定位系统的研究

基于《2000中国大地测量系统》的要求，天文测量需要启用新的天文星历系统。本次建立的“电子星历信息快速定位系统”以天文星历为主要信息源，编制出适应天文大地测量观测的电子星表；其改进了传统的星位处理模式，建立了星位信息数字平台，实现了动态和可交互性信息查询。电子星历信息快速定位系统的研究，将为《2000中国大地测量系统》的启用和高精度天文测量数据综合处理体系的构建发挥重要的作用。

航用恒星视位置高精度计算

基于FK5及DE405星表数据文件,考虑相对论效应、岁差、章动、光行差影响,采用天文矢量处理方法,提出高精度恒星视位置计算数学模型。精度分析表明,该模型计算精度优于《航海天文历》及现有天文导航计算自动化软件,是可行的。

海尔-波普彗星1996年春观测

1996年2月底至3月初，海尔-波普彗星在清晨前重新出现，地平高度较低．本文使用云南天文台1米望远镜加新研制的1024×1024CCD照像机，对该彗星进行了照像观测，精密测定了其位置及光度．结果表明，即使与最新的预报比较起来，仍旧存在着明显的系统偏差．因此，海尔一波普彗星的轨道根数仍需修正．其亮度也比最新的预报稍亮．

天体运动中的相对论效应和太阳扁率对行星运动的影响

一、引言 1859年Leverrier在修订行星星历表时,首先发现水星近日点进动中有每百年约40″的残差无法得到解释。1882年Newcomb利用1677—1881年间水星凌日的观测资料测得这个偏差是每百年约43″。到1915年Einstein建立了广义相对论后,水星近日点的进动问题才得到比较圆满的解释。但是,太阳并不是一个质点,它有一定的大小和形状,也会使水星近日点产生进动。1967年Dicke和Goldenberg测得太阳的扁率约为4.5×10-5,

人卫长弧定轨中的摄动计算问题

人卫精密定轨中摄动星历表的计算,常采用数值方法,对于长弧定轨,将会遇到数值稳定问题,有人提出采用Encke特别摄动法(实为坐标摄动法中引进Encke变换),但要保持数值稳定,关键在于坐标摄动法数值计算中参考轨道的选取,而不是用不用Encke变换,更有效的方法是在一般数值方法中采用稳定化措施.

试论方志记载的彗星的声

把极光的成因和发声机制与彗尾的成因和发声机制作类比，认为当Ⅰ型彗尾与地球接触时，可以因彗尾的带电微粒与地球高层大气的等离子粒子互相撞击、扰动等，加上某些未知的原因而发出低频声。在这种物理机制的条件下，对中国１４个地方志记载的９颗有声的彗星进行星历表计算，选择出１８６Ⅱ和１９１０Ⅱ（即哈雷彗星）二颗彗尾扫过地球，和１７４４年另一颗彗尾朝向地球的彗星（即Ｄｅ Ｃｈｅｓｅａｕｘ彗星）进行分析，认为前二颗彗星完全有可能发声，并为地面所接收。地方志记载是事实，后一颗还有待于进一步证实。

百武彗星精密定位观测

１９９６年３月中旬，我们在观测海尔－波普彗星的同时，使用了云南天文台１ｍ镜加新研制的１０２４×１０２４ＣＣＤ照像机，对百武彗星也进行了照像观测。精密定位表明与最新的预报值仍有较大偏离。此时彗发已相当大，基本上轴对称。明显可见在对准太阳的相反方向有尾流物质喷出。但是我们发现，在短时间内，近核部分的尾向角就有变化。

美国天基空间态势感知系统发展

随着全球空间优势争夺加剧、空间碎片增长以及空间对抗技术发展,空间安全日益成为全球关注的焦点。空间态势感知包括对空间目标的探测、跟踪、识别、编目、表征,对空间事件的评估、核实,以及对空间环境的监测预报等,是了解与应对空间威胁、确保空间安全的基础,近年来受到航天国家高度重视。美国作为拥有最多空间资产、对空间依赖最强的国家,大力发展空间态势感知能力,重点发展具有全天时、全天候探测优势的天基系统,实施了一系列天基空间态势感知装备部署和技术研发计划,构建全维空间态势感知能力。天基空间态势感知系统包括专用空间目标监视卫星、具有空间监视能力的导弹预警卫星、具有空间目标监视能力的技术试验卫星,以及空间环境监测卫星。本文重点关注专用空间目标监视卫星和有关技术试验卫星。