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基于“天问一号”数据的自主火星重力场构建

中国科学：物理学、力学、天文学 2023年第8期53卷 185-192页

作者：张荣桥刘山洪李海涛鄢建国耿言探月与航天工程中心北京100101 航天飞行动力学技术重点实验室北京100094 北京航天飞行控制中心北京100094 北京跟踪与通信技术研究所北京100094 武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室武汉430079

“天问一号”是中国首次自主火星探测任务,一次实现了对火星的环绕、着陆、巡视探测.火星物理场与内部结构研究是“天问一号”任务设定的五大科学目标之一,本文先回顾了国内外在火星重力场方面研究的新进展.为探究“天问一号”当前轨道... 详细信息

“天问一号”是中国首次自主火星探测任务,一次实现了对火星的环绕、着陆、巡视探测.火星物理场与内部结构研究是“天问一号”任务设定的五大科学目标之一,本文先回顾了国内外在火星重力场方面研究的新进展.为探究“天问一号”当前轨道对火星重力场解算贡献,本文开展了仿真1年的“天问一号”任务轨道跟踪数据对基于3个月300 km圆极轨道跟踪数据解算火星重力场的贡献.结果表明,加入“天问一号”数据对极轨道数据解算的火星重力场方面的改进主要表现在2–10阶次和35–45阶次,另外还发现大偏心率轨道和数据增多有助于降低火星重力场低阶次模型误差.进一步地,本文还处理了“天问一号”近4个月的实际射电跟踪数据(2022年07月至2022年11月),解算得到1个10阶次自主火星重力场模型.这对后续火星基础模型的研究,特别是自主火星重力场的构建,具有一定参考意义.

关键词：火星探测 “天问一号” 火星重力场功率谱低阶项

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火星重力场研究现状及发展趋势

物理 2009年第10期38卷 707-711页

作者：鄢建国平劲松武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室武汉430079 中国科学院上海天文向上海200030

针对近年来月球与火星探测成为各航天大国的热点,以及中国首个火星探测计划"萤火1号"拟定的科学研究目标,文章对火星重力场模型的历史、现状及展望做了简要描述.文中首先探讨了火星探测的多重意义和火星重力场在火星探测中起到的重要作... 详细信息

针对近年来月球与火星探测成为各航天大国的热点,以及中国首个火星探测计划"萤火1号"拟定的科学研究目标,文章对火星重力场模型的历史、现状及展望做了简要描述.文中首先探讨了火星探测的多重意义和火星重力场在火星探测中起到的重要作用;接着介绍了火星重力场模型发展的历史和现状;最后介绍了利用中国"萤火1号"轨道跟踪数据对火星重力场模型的可能贡献,在此基础上对中国未来火星重力场探测提出了设想.

关键词： “萤火1号”火星探测器(YH-1) 火星探测火星重力场

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第一代自主火星重力场解算情况和预期结果

第一代自主火星重力场解算情况和预期结果

天问一号拓展任务对火星低阶重力场解算的潜在贡献分析

2023年中国地球科学联合学术年会

作者：刘山洪北京航天飞行控制中心

"天问一号"是中国首次独立开展的行星际探测任务,将实现对火星的环绕、着陆、巡视探测。"天问一号"正常任务阶段环绕段以极轨设计为主与国外历史火星任务类似,基于约两个月多普勒数据我们首次解算了第一个自主8阶火星重力场模型。该模... 详细信息

"天问一号"是中国首次独立开展的行星际探测任务,将实现对火星的环绕、着陆、巡视探测。"天问一号"正常任务阶段环绕段以极轨设计为主与国外历史火星任务类似,基于约两个月多普勒数据我们首次解算了第一个自主8阶火星重力场模型。该模型完全独立于美国国家航空航天局喷气推进实验室(JPL)和美国戈达德航天飞行中心(GSFC)以及法国国家空间研究中心(CNES)等模型。同时,为了最大限度的发挥"天问一号"拓展任务的工程和科学效益,拓展轨道选取至关重要。

关键词：火星重力场第一代

来源： cnki会议评论

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武汉大学学报（信息科学版） 2023年第1期48卷 58-64页

作者：刘山洪鄢建国杨轩叶茂郭茜王波李斐武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室湖北武汉430079 航天飞行动力学技术重点实验室北京100094 北京航天飞行控制中心北京100094 卫星导航系统与装备技术国家重点实验室河北石家庄050081

天问一号是中国首次独立开展的行星际探测任务,实现了对火星的环绕、着陆、巡视探测。天问一号正常科学任务阶段环绕以极轨设计为主,与历史火星任务类似,对当前火星重力场模型精度改进有限,因此其拓展任务轨道选取至关重要。通过对极轨... 详细信息

天问一号是中国首次独立开展的行星际探测任务,实现了对火星的环绕、着陆、巡视探测。天问一号正常科学任务阶段环绕以极轨设计为主,与历史火星任务类似,对当前火星重力场模型精度改进有限,因此其拓展任务轨道选取至关重要。通过对极轨圆轨道和近赤道大偏心率轨道进行仿真模拟,分析两种典型轨道构型对现有火星重力场模型改进的可能性,基于不同误差考量仿真解算了对应6个重力场模型。借助重力场功率谱分析,发现在测量噪声为0.1 mm/s的情况下,不论采用极轨还是近赤道轨道,一个月的跟踪数据均可较好地反演出42阶次的火星重力场模型;考虑综合误差影响之后,发现两种轨道对于重力场解算精度类似,其中实施近赤道大偏心率轨道对35阶次以上约束略强。

关键词：火星重力场 GGM-3 功率谱天问一号

基于新近重力场模型MRO120D的火星探测器轨道仿真与分析

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西南大学学报（自然科学版） 2018年第5期40卷 133-139页

作者：钟振刘子恒贵州师范大学物理与电子科学学院贵阳550001 贵州省射电天文数据处理重点实验室贵阳550025 甘肃民族师范学院物理与水电工程系甘肃合作747000

针对火星探测器在轨运行时间的问题,利用动力学方法和最新火星重力场模型MRO120D,对220km和150km初始轨道高度的火星探测器进行轨道仿真分析.结果表明,考虑重力场模型二阶位系数C_(20)时,探测器在220km轨道高度能够在计算时间内长期稳... 详细信息

针对火星探测器在轨运行时间的问题,利用动力学方法和最新火星重力场模型MRO120D,对220km和150km初始轨道高度的火星探测器进行轨道仿真分析.结果表明,考虑重力场模型二阶位系数C_(20)时,探测器在220km轨道高度能够在计算时间内长期稳定地运行,不考虑该系数的探测器在轨运行时间不足40d,说明位系数C_(20)是稳定轨道的重要因素.在相同条件下,探测器在150km轨道高度运行时间不足18d,说明大气阻力效应对低轨探测器的影响较大.在满足相关科学任务的条件下,建议初始轨道设计在220km以上,以此获得较长的在轨运行时间.

关键词：火星重力场扁率摄动大气阻力火星探测器在轨时间

“萤火一号”火星探测计划进展和Mars-SST火星卫星重力测量计划研究

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测绘科学 2012年第2期37卷 44-48,76页

作者：郑伟许厚泽钟敏员美娟中国科学院测量与地球物理研究所大地测量与地球动力学国家重点实验室武汉430077 日本京都大学防灾研究所武汉科技大学应用物理系武汉430081

本文回顾了国际火星探测计划的历史进程和科学意义,介绍了中国"萤火一号"火星探测计划的基本参数、发射过程、科学目标、核心载荷和关键技术,并且提出了中国将来Mars-SST火星卫星重力测量计划的实施建议:①基于探测精度较高、技术需求... 详细信息

本文回顾了国际火星探测计划的历史进程和科学意义,介绍了中国"萤火一号"火星探测计划的基本参数、发射过程、科学目标、核心载荷和关键技术,并且提出了中国将来Mars-SST火星卫星重力测量计划的实施建议:①基于探测精度较高、技术需求较少、测定速度较快、定轨要求较低、可借鉴GRACE的成功经验等优点,采用SST-LL-Doppler-VLBI系统观测模式;②先期开展高精度激光干涉星间测距仪、非保守力补偿系统等关键载荷和地面Doppler-VLBI系统的研制;③卫星轨道高度和星间距离分别设计为50～100 km和100±50 km;④先期开展仿真模拟研究。

关键词： Mars-SST卫星火星重力场 SST-LL-Doppler-VLBI观测系统萤火一号