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衛星高精度定軌需要考慮哪些因素?

發布日期: 2019-09-23
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衛星高精度定軌需要考慮哪些因素?




來源 |?太空精釀的空間站(spacebrewer)

作者 | 太空精釀



衛星高精度定軌需要考慮哪些因素?


最近的工作是給低軌衛星做精確的動力學建模,怎么說呢,就是那種加一起也就是重力加速度一億分之一級別的建模,加速度是納米/秒?2的量級水平。

要做很多事情——

地球要劃分成無數小塊,高山和峽谷和湖泊海洋的引力影響肯定不同。

太陽有引力,月球有引力,木星、金星、火星都有引力。

海洋液體潮汐、大陸固體潮汐、大氣氣態潮汐,都有影響。

太陽光照在衛星上會產生壓力,地球反射的太陽光也會產生壓力。

對了,光子打在衛星表面有三種情況:被吸收動量全部轉化,漫反射,鏡面反射。

地球有影子、月球也有影子,進了影子區域后光子數量會暴降。

而且,衛星表面的材料大概有十余種,每一種的性能指標都不一樣,衛星每個面幾乎不可能只用一種材料。

衛星形狀可能非常復雜,需要對每一個面板分別建模,最近在弄的這個衛星分成了15個面,此前有過一個30多個面的。

衛星高精度定軌需要考慮哪些因素?

地球反射太陽光顯然也是分季節分地區的,海洋、極地、森林在不同季節不同氣候條件下反射率明顯不同。

地球本身也是個紅外輻射體,它產生的紅外輻射也會對衛星造成一定壓力。

低軌衛星飛的地方依然存在極其稀薄的大氣,會產生微弱的阻力。而且氧氣、氮氣、氦氣、游離中性分子/原子,都要分別建模。

高空大氣氣象非常復雜,受太陽輻射和地球活動影響很大,還存在很高風速,橫向風、縱向風都有。

太陽風強度和復雜的電離層閃爍、甚至是高階電離層模型,不進行修正是不可能的。

衛星本身也會散熱,也能產生一定作用力,甚至一些電子儀器工作都會影響。

此外,還有相對論效應這種必須修正的影響。

衛星每使用一點燃料,都需要及時修正重心位置。

通過這么多努力,終于可以把衛星軌道/位置的精度確定到1厘米級別。

是的,1厘米級別,即便這些衛星運動速度是7000+米/秒。

為什么我們能知道是1厘米,因為我們還需要向這些衛星發射激光,接收它們所帶棱鏡反射回來的稀少光子數,從而推出它們距離激光點的真實距離,這個位置測量精度在1毫米以內。


衛星高精度定軌需要考慮哪些因素?







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