【摘要】：在小行星探測(cè)任務(wù)中,航天器軌道設(shè)計(jì)需要充分考慮到小行星的非球形引力場(chǎng)的影響.太陽(yáng)系中大部分小行星具有形狀不規(guī)則、密度不均勻的特點(diǎn),因此,在沒(méi)有繞飛軌道數(shù)據(jù)的情況下,精確計(jì)算其引力場(chǎng)非常困難.利用不規(guī)則小行星的多面體模型,采用體積離散方法通過(guò)直接積分計(jì)算小行星引力場(chǎng)球諧系數(shù)和表面重力場(chǎng)分布情況.將該方法與多面體方法進(jìn)行了比較,并以(433)Eros為例,通過(guò)該方法計(jì)算得到的結(jié)果與NEAR(Near-Earth Asteroid Rendezvous)探測(cè)器的軌道數(shù)據(jù)反演結(jié)果比較,C20項(xiàng)誤差不超過(guò)2%,使用該方法對(duì)我國(guó)小行星探測(cè)任務(wù)擬探測(cè)的(1996)FG3小行星的重力場(chǎng)進(jìn)行了計(jì)算.以嫦娥二號(hào)探測(cè)器飛越的(4179)Toutatis小行星為例,結(jié)合相應(yīng)的雷達(dá)觀測(cè)數(shù)據(jù)提供的小行星形狀模型,計(jì)算其表面引力勢(shì)情況,為通過(guò)飛越任務(wù)獲取的光學(xué)圖像分析其表壤的分布、流向等提供了相應(yīng)的理論依據(jù).該方法適用于密度不均勻天體,可為小行星探測(cè)任務(wù)軌道設(shè)計(jì)和著陸提供可靠的小行星引力場(chǎng)數(shù)據(jù).
[Abstract]:In asteroid exploration missions, spacecraft orbit design needs to fully take into account the impact of the asteroid's non-spherical gravitational field. Most asteroids in the solar system have the characteristics of irregular shape and uneven density, so it is very difficult to calculate the gravitational field accurately without orbiting data. Based on the polyhedron model of irregular asteroid, the spherical harmonic coefficient of asteroid gravitational field and the distribution of surface gravity field are calculated by volume discretization method through direct integration. The method is compared with the polyhedron method. Taking (433) Eros as an example, the result obtained by this method is compared with that of NEAR (Near-Earth Asteroid Rendezvous) detector). The error of C20 term is less than 2. The gravity field of (1996) FG3 asteroid to be detected by the Chinese asteroid exploration mission is calculated by using this method. Taking the (4179) Toutatis asteroid flying by the Chang 'e-2 probe as an example and combining the shape model of the asteroid provided by the corresponding radar observation data, the surface gravitational potential of the asteroid is calculated, and the distribution of the surface soil is analyzed for the optical images obtained by the overflight mission. The flow direction and so on provide the corresponding theoretical basis. This method is suitable for non-uniform density celestial bodies and can provide reliable data of asteroid gravitational field for asteroid exploration mission orbit design and landing.
【作者單位】： 中國(guó)科學(xué)院紫金山天文臺(tái);中國(guó)科學(xué)院行星科學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(11303103,11473073)資助
【分類號(hào)】：P185.7

【參考文獻(xiàn)】

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1 邵巍;崔平遠(yuǎn);崔祜濤;;利用三角剖分算法進(jìn)行小天體物理屬性計(jì)算[J];哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2010年05期

2 張振江;崔祜濤;任高峰;;不規(guī)則形狀小行星引力環(huán)境建模及球諧系數(shù)求取方法[J];航天器環(huán)境工程;2010年03期

3 孟林智;黃江川;葉培建;張廷新;饒煒;喬棟;李春來(lái);麻永平;姜曉軍;季江徽;;嫦娥二號(hào)衛(wèi)星多目標(biāo)多任務(wù)設(shè)計(jì)與經(jīng)驗(yàn)[J];中國(guó)科學(xué):技術(shù)科學(xué);2013年06期

4 黃江川;王曉磊;孟林智;李克行;喬棟;張宏偉;黃長(zhǎng)寧;;嫦娥二號(hào)衛(wèi)星飛越4179小行星工程參數(shù)分析[J];中國(guó)科學(xué):技術(shù)科學(xué);2013年06期

5 趙玉暉;王素;胡壽村;季江徽;;嫦娥二號(hào)飛越圖塔蒂斯成像策略及預(yù)期成像結(jié)果研究[J];天文學(xué)報(bào);2013年05期

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1 張振江;近小行星軌道動(dòng)力學(xué)研究及其在引力拖車中的應(yīng)用[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2011年

【共引文獻(xiàn)】

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1 楊洋;范麗;董緒榮;;IGSO星座分析與優(yōu)化設(shè)計(jì)[J];兵工自動(dòng)化;2008年11期

2 楊曉丹;馬志昊;;分布式天基空間監(jiān)視雷達(dá)編隊(duì)構(gòu)形[J];兵工自動(dòng)化;2009年07期

3 寧曉琳,房建成;航天器自主天文導(dǎo)航系統(tǒng)的可觀測(cè)性及可觀測(cè)度分析[J];北京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào);2005年06期

4 盧山;陳統(tǒng);徐世杰;;基于自適應(yīng)模擬退火遺傳算法的最優(yōu)Lambert轉(zhuǎn)移[J];北京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào);2007年10期

5 汪構(gòu);董云峰;韓潮;;基于航天器解體事件的空間碎片壽命算法[J];北京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào);2007年11期

6 聶桂根;衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中的天文學(xué)[J];北京師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2005年03期

7 毛悅;宋小勇;賈小林;;GEO/IGSO/MEO衛(wèi)星軌道根數(shù)演化分析[J];測(cè)繪科學(xué);2009年01期

8 李曉杰;鄭勇;;環(huán)月衛(wèi)星可見(jiàn)時(shí)段的計(jì)算和分析[J];測(cè)繪科學(xué);2009年03期

9 龔文斌,謝愷,馮道旺,周一宇;星載無(wú)源定位系統(tǒng)測(cè)向定位方法及精度分析[J];長(zhǎng)沙電力學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2004年02期

10 楊亞非;李建國(guó);;改進(jìn)的粒子濾波在深空探測(cè)自主天文導(dǎo)航中的應(yīng)用[J];測(cè)試技術(shù)學(xué)報(bào);2009年06期

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1 黃琳;段志生;楊瑩;;現(xiàn)代飛行器控制的幾個(gè)科學(xué)問(wèn)題[A];第二十七屆中國(guó)控制會(huì)議論文集[C];2008年

2 王海紅;鄭晉軍;何善寶;初海彬;韓治剛;李長(zhǎng)江;;基于上注星歷導(dǎo)航衛(wèi)星分布式自主定軌系統(tǒng)[A];第二屆中國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航學(xué)術(shù)年會(huì)電子文集[C];2011年

3 劉國(guó)華;吳宅蓮;尚琳;肖寅;王毅;;基于星間鏈路的自主導(dǎo)航精度分析研究[A];第二屆中國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航學(xué)術(shù)年會(huì)電子文集[C];2011年

4 王海紅;武向軍;初海彬;王慶華;遲軍;李長(zhǎng)江;;導(dǎo)航星座星間鏈路拓?fù)錁?gòu)形設(shè)計(jì)與分析[A];第二屆中國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航學(xué)術(shù)年會(huì)電子文集[C];2011年

5 尚琳;劉國(guó)華;劉善伍;張銳;李國(guó)通;;地面錨固站消除自主導(dǎo)航中星座旋轉(zhuǎn)誤差的性能評(píng)估[A];第三屆中國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航學(xué)術(shù)年會(huì)電子文集——S03精密定軌與精密定位[C];2012年

6 張亞鋒;和興鎖;;橢圓軌道小推力最短時(shí)間交會(huì)研究[A];第九屆全國(guó)振動(dòng)理論及應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2007年

7 韓婷婷;史弦;尚X;簡(jiǎn)念川;平勁松;;GNSS星座覆蓋以及導(dǎo)航定位性能評(píng)估分析[A];現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)與地理信息系統(tǒng)科技創(chuàng)新及產(chǎn)業(yè)發(fā)展研討會(huì)論文集[C];2009年

8 陳楊;寶音賀西;李俊峰;;飛向地月系統(tǒng)L1點(diǎn)的月球探測(cè)器軌道設(shè)計(jì)[A];北京力學(xué)會(huì)第17屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2011年

9 岳富占;曹夢(mèng)龍;崔平遠(yuǎn);崔祜濤;;星際探測(cè)車自主導(dǎo)航與控制技術(shù)研究[A];中國(guó)宇航學(xué)會(huì)深空探測(cè)技術(shù)專業(yè)委員會(huì)第四屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2007年

10 李暉;候煜冠;張乃通;;拉格朗日點(diǎn)飛行器編隊(duì)構(gòu)型與軌道控制研究[A];中國(guó)宇航學(xué)會(huì)深空探測(cè)技術(shù)專業(yè)委員會(huì)第五屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2008年

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1 吳星;衛(wèi)星重力梯度數(shù)據(jù)處理理論與方法[D];解放軍信息工程大學(xué);2009年

2 王建強(qiáng);彈道學(xué)中的地球重力場(chǎng)若干理論問(wèn)題研究[D];武漢大學(xué);2010年

3 吳云龍;GOCE衛(wèi)星重力梯度測(cè)量數(shù)據(jù)的預(yù)處理研究[D];武漢大學(xué);2010年

4 包歡;大型建筑物實(shí)時(shí)形變監(jiān)測(cè)系統(tǒng)理論及應(yīng)用研究[D];解放軍信息工程大學(xué);2009年

5 周楊;深空測(cè)繪時(shí)空數(shù)據(jù)建模與可視化技術(shù)研究[D];解放軍信息工程大學(xué);2009年

6 藍(lán)朝楨;空間目標(biāo)天基光學(xué)觀測(cè)系統(tǒng)建模與探測(cè)能力分析[D];解放軍信息工程大學(xué);2009年

7 徐愛(ài)民;分布式衛(wèi)星干涉儀軌道設(shè)計(jì)[D];解放軍信息工程大學(xué);2009年

8 張大偉;航天器自主交會(huì)對(duì)接制導(dǎo)與控制方法研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

9 張振江;近小行星軌道動(dòng)力學(xué)研究及其在引力拖車中的應(yīng)用[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2011年

10 徐一帆;天基海洋移動(dòng)目標(biāo)監(jiān)視的聯(lián)合調(diào)度問(wèn)題研究[D];國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2011年

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1 王丹丹;基于月球平動(dòng)點(diǎn)軌道的星座自主定軌研究[D];解放軍信息工程大學(xué);2010年

2 周迎春;計(jì)入大氣阻力的電動(dòng)力繩系系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析與控制[D];北方工業(yè)大學(xué);2011年

3 陶君;基于FPGA的空間探測(cè)雷達(dá)信號(hào)模擬器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];電子科技大學(xué);2011年

4 李博;基于星間定向觀測(cè)的導(dǎo)航星座長(zhǎng)期自主定軌技術(shù)研究[D];南京航空航天大學(xué);2010年

5 李海生;基于星間測(cè)距及方向約束的導(dǎo)航星座自主定軌技術(shù)研究[D];南京航空航天大學(xué);2010年

6 楊學(xué)彬;基于三體模型的星際軌道設(shè)計(jì)和控制[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

7 李洋;航天器編隊(duì)保持與姿態(tài)協(xié)同控制方法研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

8 袁幸偉;攝動(dòng)因素對(duì)航天器軌道設(shè)計(jì)的影響分析[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

9 張明選;航天器碰撞概率的計(jì)算方法研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

10 葛春生;深空探測(cè)器軌道設(shè)計(jì)與修正方法研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

【二級(jí)參考文獻(xiàn)】

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1 侯錫云;劉林;;關(guān)于探測(cè)器定點(diǎn)在共線平動(dòng)點(diǎn)附近的控制問(wèn)題[J];飛行器測(cè)控學(xué)報(bào);2005年06期

2 劉春保;劉林;;深空探測(cè)器定位在共線平動(dòng)點(diǎn)附近的線性策略[J];飛行器測(cè)控學(xué)報(bào);2006年05期

3 邵巍;崔平遠(yuǎn);崔祜濤;;利用三角剖分算法進(jìn)行小天體物理屬性計(jì)算[J];哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2010年05期

4 崔祜濤,崔平遠(yuǎn),欒恩杰;Impulsive orbit control for spacecraft around asteroid[J];Journal of Harbin Institute of Technology;2003年04期

5 崔祜濤,史雪巖,崔平遠(yuǎn),欒恩杰;繞飛慢自旋小天體的航天器運(yùn)動(dòng)分析[J];航空學(xué)報(bào);2004年01期

6 余后滿;郝文宇;袁俊剛;林益明;;航天器系統(tǒng)工程技術(shù)發(fā)展思路[J];航天器工程;2009年01期

7 黃江川;饒煒;孟林智;黃昊;;嫦娥二號(hào)衛(wèi)星技術(shù)特點(diǎn)分析[J];航天器工程;2010年05期

8 徐明;徐世杰;;Halo軌道維持的線性周期控制策略[J];航天控制;2008年03期

9 葉培建;于萍;;信息化技術(shù)在嫦娥一號(hào)衛(wèi)星研制中的應(yīng)用[J];空間控制技術(shù)與應(yīng)用;2008年01期

10 黃江川;張洪華;李鐵壽;宗紅;;嫦娥一號(hào)衛(wèi)星的制導(dǎo)、導(dǎo)航與控制[J];空間控制技術(shù)與應(yīng)用;2008年01期

相關(guān)會(huì)議論文 前1條

1 胡維多;D．J．Scheerees;;飛行器圍繞小行星的軌道運(yùn)動(dòng)[A];中國(guó)宇航學(xué)會(huì)深空探測(cè)技術(shù)專業(yè)委員會(huì)第二屆學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2005年

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1 朱彥偉;航天器近距離相對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡規(guī)劃與控制研究[D];國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2009年

2 趙玉暉;深空探測(cè)中的軌道設(shè)計(jì)和軌道力學(xué)[D];南京大學(xué);2012年

【相似文獻(xiàn)】

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1 鄢建國(guó);平勁松;;火星重力場(chǎng)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J];物理;2009年10期

2 鐘振;李斐;鄢建國(guó);邵先遠(yuǎn);;新近月球重力場(chǎng)模型的比較與分析[J];武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(信息科學(xué)版);2013年04期

3 鐘振;李斐;鄢建國(guó);邵先遠(yuǎn);柯寶貴;;新近月球重力場(chǎng)模型與地形模型的局部導(dǎo)納和相關(guān)性分析[J];地球物理學(xué)報(bào);2013年03期

4 黃謨濤,管錚,翟國(guó)君,歐陽(yáng)永忠;全球重力場(chǎng)模型研究的過(guò)去、現(xiàn)在與未來(lái)(三)[J];海洋測(cè)繪;1998年03期

5 吳華玲;徐效波;王建強(qiáng);王勝平;;重力場(chǎng)基準(zhǔn)圖的最優(yōu)匹配尺度研究[J];測(cè)繪科學(xué);2014年05期

6 徐菁;;太空中的“牛頓”——?dú)W洲“重力場(chǎng)和靜態(tài)洋流探測(cè)”衛(wèi)星發(fā)射成功[J];太空探索;2008年12期

7 徐菁;;太空中的“牛頓”——?dú)W洲“重力場(chǎng)和靜態(tài)洋流探測(cè)”衛(wèi)星發(fā)射[J];航空知識(shí);2008年11期

8 王威;鄢建國(guó);史弦;平勁松;;繞月飛行器近圓形軌道演化的數(shù)值分析[J];武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(信息科學(xué)版);2007年01期

9 聶裕平;杜曉冬;;超高精度星間距離測(cè)量及其在衛(wèi)星重力場(chǎng)測(cè)量中的應(yīng)用[J];遙測(cè)遙控;2007年S1期

10 閆利;吳華玲;;重力場(chǎng)基準(zhǔn)圖的多尺度分析研究[J];測(cè)繪通報(bào);2009年02期

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1 陳明;劉慶會(huì);;行星重力場(chǎng)研究進(jìn)展與啟示[A];中國(guó)宇航學(xué)會(huì)深空探測(cè)技術(shù)專業(yè)委員會(huì)第七屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2010年

2 李斐;郝衛(wèi)峰;鄢建國(guó);鐘振;;月球重力場(chǎng)模型研究進(jìn)展及特征分析[A];中國(guó)地球物理2013——第二十六專題論文集[C];2013年

3 吳招才;劉天佑;;局部重力場(chǎng)球面導(dǎo)數(shù)計(jì)算[A];中國(guó)地球物理第二十一屆年會(huì)論文集[C];2005年

4 曹建峰;胡小工;黃勇;李培佳;;月球重力場(chǎng)模型的比較及其對(duì)低軌月球衛(wèi)星的影響[A];中國(guó)宇航學(xué)會(huì)深空探測(cè)技術(shù)專業(yè)委員會(huì)第七屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2010年

5 張子占;陸洋;許厚澤;;利用集合卡爾曼濾波模擬重力場(chǎng)的變化[A];中國(guó)地球物理學(xué)會(huì)第22屆年會(huì)論文集[C];2006年

6 王凱;朱志大;孫文;吳杉;;基于凝聚假設(shè)的均衡重力場(chǎng)模型構(gòu)制[A];中國(guó)地球物理學(xué)會(huì)第二十七屆年會(huì)論文集[C];2011年

7 徐天河;;利用GOCE衛(wèi)星SST和SGG數(shù)據(jù)恢復(fù)地球重力場(chǎng)模型[A];第四屆“測(cè)繪科學(xué)前沿技術(shù)論壇”論文精選[C];2012年

8 郭東美;許厚澤;鮑李峰;;青藏高原衛(wèi)星重力場(chǎng)多尺度分析研究[A];中國(guó)地球物理2013——第二十六專題論文集[C];2013年

9 陸飚;羅志才;鐘波;;基于衛(wèi)星重力場(chǎng)模型位系數(shù)的譜組合法[A];中國(guó)地球物理2013——第二十六專題論文集[C];2013年

10 徐天河;楊元喜;;能量守恒方法導(dǎo)出的CHAMP重力場(chǎng)模型[A];《大地測(cè)量與地球動(dòng)力學(xué)進(jìn)展》論文集[C];2004年

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1 鐘振;基于重力/地形導(dǎo)納的月球物理參數(shù)反演和月球熱模型研究[D];武漢大學(xué);2013年

2 徐海軍;基于衛(wèi)星重力數(shù)據(jù)研究強(qiáng)震活動(dòng)區(qū)重力場(chǎng)時(shí)空分布特征[D];長(zhǎng)安大學(xué);2012年

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1 金銀龍;海量重力場(chǎng)數(shù)據(jù)管理及可視化研究[D];武漢大學(xué);2005年

2 康榮華;地殼運(yùn)動(dòng)引起的重力場(chǎng)變化特征[D];長(zhǎng)安大學(xué);2010年

3 李源;高精度局部重力場(chǎng)計(jì)算平臺(tái)集成開(kāi)發(fā)與測(cè)試[D];蘭州交通大學(xué);2013年

4 李明;多元化重力場(chǎng)信息的數(shù)據(jù)分析及管理和表現(xiàn)研究[D];解放軍信息工程大學(xué);2007年

5 李娜;測(cè)高數(shù)據(jù)反演近海局部重力場(chǎng)[D];中國(guó)測(cè)繪科學(xué)研究院;2009年

6 魯曉磊;利用衛(wèi)衛(wèi)跟蹤數(shù)據(jù)恢復(fù)重力場(chǎng)的方法與數(shù)值模擬[D];華中科技大學(xué);2005年

7 郭江;能量守恒法應(yīng)用于GOCE衛(wèi)星數(shù)據(jù)解算[D];西南交通大學(xué);2011年

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本文編號(hào)：2326452