大气阻力引起卫星轨道衰减的数值模拟

• 作者: 冯定华 周云良 尹凡 李晶 王西京 马淑英
• 来源期刊: 地球物理学报
• 学科: 地球科学
• 关键词: 低轨卫星 轨道衰减 大气阻力摄动 阻力系数 热层大气模式
• 年，卷（期）: 2013,（12）
• 所属期刊栏目: 空间物理学·大气物理学·重力学
• 页码范围: 3980-3987
• 页数: 8页
• 分类号: P35
• 字数: 6235字
• 语种: 中文
• DOI: 10.6038/cjg20131204

摘要

本文以德国低轨道卫星CHAMP为例,联合考虑地球扁率和大气阻力摄动的影响,对相应摄动方程进行数值积分,计算轨道根数变化,并进而计算得到卫星空间位置,由此模拟考察大气阻力引起的轨道高度衰减.模拟中使用综合考虑了太阳辐射和磁暴等多种因素影响的最新国际大气标准JB2008模式来计算热层大气密度.选取CHAMP卫星轨道高度自然衰减(无点火提升卫星高度操作)的2005全年进行模拟;为了考察不同年份阻力系数的可能变化,对2002年1-3月处在较大高度的轨道也进行了模拟.考虑到CHAMP卫星的特殊几何构形及飞行高度的热层温度条件,取阻力系数大于2.8,并在一定范围内变化,以求得模拟与实际轨道衰减符合较好.结果表明,对于2005年,阻力系数为2.91时模拟得到的轨道高度的衰减与实际轨道衰减符合得最好,模拟与实际轨道半长轴全年的标准偏差为81 m;在卫星高度稍高的2002年,模拟的最佳阻力系数为3.0;模拟所得最佳阻力系数值比传统使用的值2.2大30％以上.由于在模拟中忽略了高阶保守力分量,所得近/远地点高度没有出现实际轨道所显示的周期性起伏.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	马淑英	武汉大学电子信息学院	21	170	8.0	13.0
2	李晶	武汉大学电子信息学院	92	1000	19.0	28.0
3	周云良	武汉大学电子信息学院	12	35	3.0	5.0
4	尹凡		11	42	4.0	6.0
8	冯定华		1	17	1.0	1.0
9	王西京		2	22	2.0	2.0