嫦娥三号姿轨控过程中GRAIL重力场模型的应用

嫦娥三号(CE-3)利用发动机力偶模式下喷气进行姿态控制,这对轨道的影响具有累积效应。GRAIL(Gravity Recovery And Interior Laboratory,重力恢复与内部实验室)月球重力场模型是美国国家航空航天局进行GRAIL探月计划的科学成果。为与LP(Lunar Prospector,月球勘探者)等月球重力场模型的定轨精度进行比较,利用重叠弧段法,分别选取CE-3环月段100km×100km圆轨道及100km×15km椭圆轨道各约1d的重叠弧段,使用LP重力场模型及GRAIL重力场模型进行定轨分析,比较重叠弧段精度。结果表明:使用GRAIL重力场模型可以明显降低定轨测距残差RMS(Root Mean Square,均方根)值,同时可以使重叠弧段精度提高1个量级。

GRAIL月球重力场模型对嫦娥卫星定轨精度的改进

从阶方差以及大地水准面自由空气重力异常两个方面分析了"重力恢复与内部实验室"(Gravity Recovery and Interior Laboratory,GRAIL)月球重力场420阶模型(GL0420A)的特点,并通过与月球勘探者(Lunar Prospector,LP)重力场165阶模型(LP165P)分析结果比较发现,该重力场极大地提高了月球重力场的阶数及误差精度,在全月面都有明显的重力异常正负交替现象.本文使用GL0420A重力场对"嫦娥"系列探测器的绕月测轨数据进行轨道解算,对比LP165P重力场模型解算结果,在定轨弧段内有10m量级的精度提升,可将该重力场用于高精度的月球探测器精密定轨.