检索结果-南通市图书馆

作者：韦春博国防科技大学

学位级别：硕士

大气阻力是作用于低轨卫星上的最大的非引力摄动,会影响到卫星的任务规划和寿命设计、轨道和再入预报以及碰撞预警,提高大气阻力的计算精度对于提高卫星的应用效率具有重要作用。本文针对低轨卫星轨道预报和热层大气密度反演问题,主要... 详细信息

大气阻力是作用于低轨卫星上的最大的非引力摄动,会影响到卫星的任务规划和寿命设计、轨道和再入预报以及碰撞预警,提高大气阻力的计算精度对于提高卫星的应用效率具有重要作用。本文针对低轨卫星轨道预报和热层大气密度反演问题,主要进行了以下两方面工作。第一,研究通过改进低轨卫星轨道预报中所使用的动力学模型来提高卫星的轨道预报精度。分析了光压、不同大气密度及阻力计算模型对轨道预报精度的影响,同时,根据缩减动力学方法拟合卫星精密轨道的结果中,切向经验加速度随升交点角距呈现明显的规律性变化,建立经验加速补偿模型并用于卫星的轨道预报中。实验结果表明:改进后的动力学模型能够提高低轨卫星的轨道预报精度,其中,经验加速补偿方法对预报精度的提升效果较为明显,尤其对短时预报的提升效果极为显著。相较纯动力学方法,经验加速度补偿方法在预报开始两小时内对预报精度的提升可达80%以上,一天的精度提升可达50%左右。此外,不同经验大气密度模型的轨道预报精度有一定差异。第二,经验大气模型的发展需要有新的观测数据驱动,研究基于卫星精密轨道数据反演热层大气密度。首先,从轨道根数对时间的偏导数出发,介绍了轨道反演大气密度的原理;随后,给出了大气密度的反演方法;最后,以CHAMP和GRACE-A卫星为例,分析了密度反演过程中使用不同阻力系数模型对反演结果的影响,以及反演结果与加速度计数据反演结果、经验密度模型计算结果间的差异。结果表明:不同阻力系数模型的阻力系数计算结果存在差异,差异主要体现在结果的波动性上,不同模型的密度反演结果差异在10%以内。与加速度计数据的密度反演结果相比,CHAMP卫星精密轨道数据的密度反演结果偏差较大,但不同时空下的偏差情况有所不同,其中,北半球及南半球的昼侧区域的相对偏差明显小于夜侧。与经验大气密度模型的密度计算结果相比,CHAMP卫星精密轨道数据的密度反演结果与其符合较差,而GRACE-A卫星的反演结果与其符合较好,相对偏差普遍不超过15%。

关键词：低轨卫星大气阻力轨道预报模型改进精密轨道数据热层大气密度反演

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SAR卫星轨道数据精度对Doris获取DEM精度的影响研究

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测绘科学 2009年第5期34卷 57-59页

作者：季灵运王庆良崔笃信杨成生中国地震局第二监测中心西安710054 长安大学地质工程与测绘学院西安710054

本文介绍了InSAR卫星轨道状态矢量内插方法,基于荷兰Delft大学开发的Doris雷达干涉软件分析了SAR卫星轨道数据误差对基线参数、参考椭球面相位、地形干涉相位和数字高程模型(DEM)精度的影响。以西藏玛尼地区为例,采用ERS1/2卫星数据,利... 详细信息

本文介绍了InSAR卫星轨道状态矢量内插方法,基于荷兰Delft大学开发的Doris雷达干涉软件分析了SAR卫星轨道数据误差对基线参数、参考椭球面相位、地形干涉相位和数字高程模型(DEM)精度的影响。以西藏玛尼地区为例,采用ERS1/2卫星数据,利用Doris软件,分别生成了基于欧空局(ESA)粗略轨道数据和荷兰Delft大学精密轨道数据的数字高程模型(DEM),并以SRTMDEM为基准对其精度进行了对比分析。结果表明,基于粗轨数据获取的DEM明显存在系统偏差,而基于精轨数据获取的DEM与SRTM DEM吻合的很好,相对于前者,精度提高5倍。

关键词： InSAR 粗略轨道数据精密轨道数据数字高程模型

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利用低轨卫星数据反演热层大气密度

利用低轨卫星数据反演热层大气密度

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作者：李若曦中国科学技术大学

学位级别：硕士

热层是人类航天活动的主要区域,热层大气密度变化直接影响着航天器的控制和寿命。广泛应用于航天工程的热层大气经验模式存在较大误差。本文主要探讨了使用卫星精密轨道数据以及加速度计数据反演热层大气密度的方法,并修正了经验模式温... 详细信息

热层是人类航天活动的主要区域,热层大气密度变化直接影响着航天器的控制和寿命。广泛应用于航天工程的热层大气经验模式存在较大误差。本文主要探讨了使用卫星精密轨道数据以及加速度计数据反演热层大气密度的方法,并修正了经验模式温度计算偏差,优化了反演算法。本文首先使用低轨卫星精密轨道数据,根据经典大气阻力摄动方程,通过计算卫星半长轴衰减率,反演了热层大气密度。卫星运行过程中总能量受到大气拖曳阻力而衰减。基于这个原理,本文提出一种新的方法,即能量衰减法反演热层大气密度。通过对比分析,我们认为半长轴衰减法和能量衰减法在数学表达上具有一致性,并具有相同的反演精度,而能量衰减法具有更高的计算速度。CHAMP和GRACE卫星携带高精度加速度计,加速度计数据可用于反演热层大气密度,然而加速度计数据需要进行标定方可使用。本文同样根据能量衰减法,采用最小二乘原理对加速度计数据进行标定。这种标定方法与传统的定轨法估计标定系数相比,计算过程更加高效。由于加速度计数据具有较高测量精度与时空分辨率,因此我们将加速度计数据反演密度作为参考密度,与精密轨道数据反演密度进行对比,重点分析了能量衰减法的适用条件。能量衰减法根据单位时间间隔内的能量差,反演该时间间隔内的平均密度。定轨误差会引入测量噪声,而增加时间间隔,可以提高信噪比,进而提高密度反演的可靠性,但另一方面,会降低反演时空分辨率。对于任务后期的CHAMP卫星,我们认为20分钟的时间间隔较为合适;对于定轨精度更高的GRACE卫星,时间间隔可缩短至5分钟。同样,如果单位时间内能量衰减率较大,则噪声的影响也会降低。因此精密轨道数据反演热层大气密度算法准确性与卫星轨道高度和地方时相关。轨道高度越低,地方时越接近正午,大气密度越大,能量衰减率越大,反演精度越高。精密轨道数据反演密度同样可应用于研究热层大气对磁暴的响应。我们将卫星数据反演密度与MSIS00经验模式所得密度进行对比,发现MSIS00计算所得密度在太阳活动低年偏高约25%。这个偏差主要是MSIS00计算逃逸层温度偏高造成的。使用卫星数据反演热层大气密度过程中,需要使用经验模式计算出的大气温度和平均相对分子质量计算大气阻尼系数。我们进一步分析了经验模式温度计算不准确对密度反演造成的影响。将加速度计反演密度作为真实密度,推算逃逸层温度,随后探讨了温度修正对大气阻尼系数及大气密度反演的影响。结果表明,MSIS00计算逃逸层温度相对于我们推算的结果偏高约15%。我们基于上述所得真实逃逸层温度修正大气阻尼系数,发现经验模式温度计算偏差会对大气密度反演造成平均1%～2%,最大约5%的影响。该影响对于研究热层大气密度长期变化以及卫星轨道长时间外推具有显著影响。

关键词：低轨卫星精密轨道数据加速度计数据半长轴能量守恒热层大气密度逃逸层温度大气阻尼系数

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基于球型卫星精密轨道的高层大气密度测量方法研究

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作者：王浚宇清华大学

学位级别：硕士

地球大气是近地空间环境的重要组成部分。大气阻力是低轨航天器受到的主要摄动力之一,大气密度的精确测量对航天器轨迹预测、碰撞风险预警以及非受控航天器陨落等有着重要而深远的意义。卫星测量作为一种全球性、连续性以及近实时性的... 详细信息

地球大气是近地空间环境的重要组成部分。大气阻力是低轨航天器受到的主要摄动力之一,大气密度的精确测量对航天器轨迹预测、碰撞风险预警以及非受控航天器陨落等有着重要而深远的意义。卫星测量作为一种全球性、连续性以及近实时性的大气测量手段,被越来越多的用于中高层大气密度的探测中。本文基于球形结构的清华科学卫星高层大气探测任务,对基于卫星精密轨道数据的大气密度测量方法进行了研究。主要包括以下几个方面:针对大气密度受多种因素复杂变化特性,提出了基于精密轨道数据修正大气密度模型的测量方法,以提高大气密度的估计精度。结合球型大气密度测量卫星精密轨道数据精度高、连续性好的特点,设计了用于参数修正的动力学方法。根据方法的需求选择了对大气密度值直接参数化建模的Harris-Priester大气密度半经验模型,并对模型周日密度极值参数的建模进行了线性化调整,在保证计算精度的前提下提高了方法的计算效率。根据低轨卫星在轨受力模型,分析了卫星所受不同摄动力误差的量级,着重分析了重力场舍入误差和模型误差对大气密度估计误差的影响,建立了误差传递关系式。基于球型大气密度测量卫星载荷性能测试结果,分析了精密定轨误差对密度估计误差的影响,建立了误差量级传递关系式。使用模拟精密轨道数据,利用大规模数值仿真方法对大气密度半经验模型的参数动力学修正过程进行验证。选取轨道高度、轨道倾角、积分弧段时长等任务设计参数进行仿真,分析任务参数的取值对修正结果的影响。结果表明对于500km以下的轨道,模型参数均可较好收敛,且太阳同步轨道是最佳的轨道类型;处理过程中积分弧长的取值对参数收敛性和模型预测精度也有较大影响。根据设计参数分析结果,对球型大气密度测量卫星大气密度模型修正任务进行仿真验证。结果表明对于定轨误差为5cm的清华科学卫星大气密度探测任务,大气密度平均预测偏差量级为10kg·m。

关键词：球型卫星精密轨道数据大气密度模型修正动力学反演法

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