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空间目标的地球引力加速度分析及工程实现

测绘与空间地理信息 2021年第9期44卷 9-11,21页

作者：黄晓斌张燕肖锐欧阳琰空军预警学院湖北武汉430019

目前国内缺少针对雷达观测数据的空间目标定轨开源软件,给从事雷达系统设计的非轨道力学专业的研究人员带来不便。研制定轨软件的核心内容是摄动加速度计算,它是实现高精度数值轨道计算的基础。为此,本文以地球引力为例,介绍了地球非球... 详细信息

目前国内缺少针对雷达观测数据的空间目标定轨开源软件,给从事雷达系统设计的非轨道力学专业的研究人员带来不便。研制定轨软件的核心内容是摄动加速度计算,它是实现高精度数值轨道计算的基础。为此,本文以地球引力为例,介绍了地球非球形引力摄动的数学原理,给出了加速度计算的程序设计思路,实现了接口函数并集成到笔者前期开发的雷达定轨函数库(RadarOrbDet)中。实验结果验证了本文接口函数的有效性,表明该定轨函数库可以辅助科研人员进行雷达系统设计。

关键词：空间目标引力加速度雷达

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单摆周期与等效引力加速度关系定性演示装置

教学仪器与实验 2008年第5期24卷 40-40页

作者：沈晨孟巍杰钟良发安徽工业大学附中 243000

单摆的运动规律是高中物理必修内容之一，探究单摆的周期公式是每个中学生要做的基本实验。然而一直以来，中学物理教材中很少介绍如何研究单摆的运动周期T与重力加速度g之间的关系，中学实验室里也没有专门的实验器材。本文设计的装置... 详细信息

单摆的运动规律是高中物理必修内容之一，探究单摆的周期公式是每个中学生要做的基本实验。然而一直以来，中学物理教材中很少介绍如何研究单摆的运动周期T与重力加速度g之间的关系，中学实验室里也没有专门的实验器材。本文设计的装置以铁球作为摆球，并在其下方用永磁体布置一个在局部范围大致匀强的磁场，

关键词：单摆周期演示装置引力加速度等效实验器材重力加速度中学生高中物理

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引力场中粒子的加速度

郑州纺织工学院学报 1994年第4期5卷 53-55页

作者：杨林峰

本文利用Ｅｉｎｓｔｅｉｎ场方程导出了粒子在球对称引力场中运动时加速度的表达式。当粒子处于弱场及低迷（ｖ＜＜Ｃ）时，加速度的表达式自动过渡为Ｎｅｗ－ｔｏｎ引力加速度。

关键词：引力场引力加速度粒子

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地球扁率在地质历史上的变化下限

地球物理学报 2013年第3期56卷 842-847页

作者：王君恒李新均张煜颖王晓滨王静远地下信息探测技术与仪器教育部重点实验室北京100083 中国地质大学(北京)地球物理与信息技术学院北京100083 密西根大学安娜堡美国48109

为研究地球形状的长期变化,将地球假设为弹性椭球体,根据弹性动力学理论导出地球的扁率下限公式,扁率与地球的平均密度ρ、引力加速度g、自转角速度ω、平均半径R、弹性模量E、泊松比v相关.将新星云假说下地质历史时期半径、质量和角速... 详细信息

为研究地球形状的长期变化,将地球假设为弹性椭球体,根据弹性动力学理论导出地球的扁率下限公式,扁率与地球的平均密度ρ、引力加速度g、自转角速度ω、平均半径R、弹性模量E、泊松比v相关.将新星云假说下地质历史时期半径、质量和角速度变化值代入公式计算出各地质历史时期地球扁率值,作为地球扁率变化值的下限值.地球的扁率自地球形成以来总体变化趋势是在减小.

关键词：地球扁率下限平均密度引力加速度自转角速度平均半径

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一种用于标定重力仪的引力场装置

华中科技大学学报（自然科学版） 2022年第9期50卷 17-22页

作者：毛强兵徐浩黄娇娇黎卿华中科技大学物理学院基本物理量测量教育部重点实验室&湖北省引力与量子物理重点实验室湖北武汉430074

为了对冷原子绝对重力仪和CG6相对重力仪等重力仪的分辨率进行高精度标定,研制了标准引力场装置.该装置采用环形配置的不锈钢球作为吸引质量,利用大载荷导轨进行上下移动,产生的竖直方向加速度变化范围为±11.1μGal,不确定度小于0.1μG... 详细信息

为了对冷原子绝对重力仪和CG6相对重力仪等重力仪的分辨率进行高精度标定,研制了标准引力场装置.该装置采用环形配置的不锈钢球作为吸引质量,利用大载荷导轨进行上下移动,产生的竖直方向加速度变化范围为±11.1μGal,不确定度小于0.1μGal.使用该装置对CG6相对重力仪进行了标定,装置产生的加速度为5.1(1)μGal,CG6测量值为5.4(5)μGal,两者在误差范围内较为相符.CG6测量值的不确定度为0.5μGal,这是影响标定结果的主要因素.

关键词：重力仪标定吸引质量引力加速度引力场装置误差分析

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一种不规则小行星附近周期轨道全局搜索策略

空间科学学报 2023年第3期43卷 507-520页

作者：张世栋李明涛中国科学院大学北京100049 中国科学院国家空间科学中心北京100190

研究不规则小行星附近的自然周期轨道,有助于更好地认识小行星附近的动力学特性。周期轨道的搜索过程需要频繁地进行轨道递推,其中绝大多数的计算时间消耗在不规则小行星附近的引力加速度计算中。为提高加速度计算效率,提出一种不规则... 详细信息

研究不规则小行星附近的自然周期轨道,有助于更好地认识小行星附近的动力学特性。周期轨道的搜索过程需要频繁地进行轨道递推,其中绝大多数的计算时间消耗在不规则小行星附近的引力加速度计算中。为提高加速度计算效率,提出一种不规则小行星引力加速度快速估计方法;在此基础上,通过参数空间内随机化粗略搜索获得周期轨道的初值猜想;利用遗传算法在初值猜想附近区间进行精细搜索,找到周期轨道的初值。通过对不规则小行星433 Eros附近周期轨道的搜索,对其附近不同形状的周期轨道进行了分类,分析周期轨道在小行星附近的分布规律。

关键词：不规则小行星引力加速度周期轨道随机搜索遗传算法

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高低跟踪方式卫星重力观测的状态空间描述

测绘学院学报 2004年第1期21卷 1-4页

作者：赵东明吴晓平信息工程大学测绘学院河南郑州450052

当前的重力卫星任务除了本身特有的观测方式外,都采用了高低卫卫跟踪的观测方式。为研究高低卫卫跟踪观测系统的时变行为和获取重力场信息的能力,文中运用描述时变系统的状态空间模型方法,根据附加参数的类型,建立了 3种状态空间模型,... 详细信息

当前的重力卫星任务除了本身特有的观测方式外,都采用了高低卫卫跟踪的观测方式。为研究高低卫卫跟踪观测系统的时变行为和获取重力场信息的能力,文中运用描述时变系统的状态空间模型方法,根据附加参数的类型,建立了 3种状态空间模型,并对系统的可观测性从解析法的角度进行了分析。结果表明,对于单一的高低卫卫跟踪观测系统,引力系数的可观测性实际上是不成立的。

关键词：状态空间描述可观测性引力加速度引力系数

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飞行器曲线显示中的数据处理方法及实现

火力与指挥控制 2004年第4期29卷 103-106页

作者：胡亚男陶世群解放军63713部队山西大学

主要内容分为两个部分:处理方法和方法的应用。处理方法着重介绍了远程火箭弹道学和地图学的基本知识,内容包括:各种坐标之间的转换、被动段飞行轨迹的计算、常微分方程的数值解法。方法的应用以上述算法为核心,用实例说明了其使用情况... 详细信息

主要内容分为两个部分:处理方法和方法的应用。处理方法着重介绍了远程火箭弹道学和地图学的基本知识,内容包括:各种坐标之间的转换、被动段飞行轨迹的计算、常微分方程的数值解法。方法的应用以上述算法为核心,用实例说明了其使用情况,内容包括:v-t、x-y曲线中的坐标转换、v-t曲线中被动段弹道的平滑处理、箭下点曲线中的坐标转换和外推估算。

关键词：地心系发射系自由段引力加速度

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不规则小行星附近引力场及周期轨道研究

不规则小行星附近引力场及周期轨道研究

作者：张世栋中国科学院大学(中国科学院国家空间科学中心)

学位级别：硕士

随着科学技术的发展和航天技术的进步,人类已经开始把目光投向遥远的深空。无论是先天下之忧而忧的小行星防御,还是对未知科学充满好奇的小行星探测。都少不了对小行星动力学特性的研究,本文对不规则小行星附近的引力场和周期轨道等相... 详细信息

随着科学技术的发展和航天技术的进步,人类已经开始把目光投向遥远的深空。无论是先天下之忧而忧的小行星防御,还是对未知科学充满好奇的小行星探测。都少不了对小行星动力学特性的研究,本文对不规则小行星附近的引力场和周期轨道等相关问题进行了研究。对不规则小行星来说,由于其复杂的外形导致其附近的引力场分布非常不规则,越靠近小行星表面引力变化越剧烈,如何准确快速的计算小行星附近的引力加速度,对小行星抵近探测具有重要的实际意义。目前,常见的不规则引力场建模方法中,在通用性、计算速度、计算精度、适用范围和额外存储量等指标上,表现各有优劣。本文提出了一种能够兼顾这几项指标的更加均衡的引力加速度快速估计方法——PTK方法,并以不规则小行星433Eros为例,分别对以上五个指标进行了数值仿真,通过仿真结果证明了PTK方法可以在保证通用性和全局性的基础上,以极小的存储代价实现对不规则小行星附近引力加速度快速精准的估计。不规则小行星附近的周期轨道,是帮助我们了解小行星附近动力学特性的一个新的视角,其中首先要解决的是如何快速且全面的找到小行星附近的周期轨道。本文提出一种创新的周期轨道搜索策略,即通过参数空间内随机化粗略搜索获得周期轨道的初值猜想;再利用遗传算法在初值猜想附近区间进行精细搜索,找到周期轨道的初值。同样以Eros小行星为对象,以PTK方法延伸出的引力加速度快速估计方法为基础,数值仿真得到了小行星433Eros附近的几组周期轨道类型以及空间分布规律。并引入太阳引力和光压力,分析了摄动力作用下不同轨道的变化。他山之石可以攻玉,本文以OSIRIS-REx任务为研究对象,探究其科学目标与任务规划,并对任务轨道进行了复现,旨在为我国未来的小天体探测任务提供一定的参考。研究了OSIRIS-REx航天器在小行星Bennu附近两段不同高度的环绕轨道的动力学环境和主要摄动力来源,将PTK方法与实际工程任务相结合,探究了不同采样模型对PTK方法计算精度的影响。通过数值仿真,展现了PTK方法在不规则小行星抵近探测任务中用于轨道预报时,表现出的又快又准的优异性能。

关键词：不规则小行星引力加速度周期轨道 OSIRIS-REx任务分析