15323.環(huán)火衛(wèi)星軌道運(yùn)動(dòng)及火星重力場(chǎng)研究

1、@密級(jí)：中國(guó)科學(xué)院大學(xué)UniversityofChineseAcademyofSciences博士學(xué)位論文作者姓名：值盍剃指導(dǎo)教師：黃丞型班究雖主國(guó)型堂院上瀣云塞臺(tái)學(xué)位類別：翌堂簋學(xué)科專業(yè)：云佳測(cè)量皇云佳左堂培養(yǎng)單位：主國(guó)科堂院瀣云塞臺(tái)2014年5月摘要摘要火星探測(cè)目前是各主要航天大國(guó)的熱點(diǎn)之一。從上世紀(jì)60年代開始，美蘇兩國(guó)竟先開展了火星探測(cè)計(jì)劃，但是直到70年代才有第一顆人造天體進(jìn)入環(huán)火軌道。與此同時(shí)，對(duì)火星重力場(chǎng)的研究也相應(yīng)的展開

2、。進(jìn)入90年代后，對(duì)火星的探測(cè)沉寂了一段時(shí)間，直到20世紀(jì)的最后幾年才開始蓬勃發(fā)展。我國(guó)的第一顆火星探測(cè)衛(wèi)星“螢火一號(hào)(YH1)”始于2007年，原定于2009年發(fā)射升空。根據(jù)計(jì)劃YHI將隨著俄羅斯探測(cè)器飛往火星，然后在進(jìn)如環(huán)火軌道后與之分離。后因俄方技術(shù)原因發(fā)射推遲到2011年。YH—l的主要任務(wù)是對(duì)火星進(jìn)行成像探測(cè)和對(duì)火星空間環(huán)境進(jìn)行探測(cè)，對(duì)火星重力場(chǎng)的研究也是1『H—I任務(wù)中的四個(gè)科學(xué)目標(biāo)之一。可是遺憾的是在2011年11月由于俄

3、羅斯發(fā)射失敗而未能進(jìn)入奔火軌道。不過根據(jù)我國(guó)2006年公布的《航天白皮書》以及“十一五”規(guī)劃，深空探測(cè)將會(huì)作為我國(guó)近20年來航天事業(yè)發(fā)展的主要內(nèi)容。在成功實(shí)施月球探測(cè)的同時(shí)，適時(shí)開展火星探測(cè)將是未來我國(guó)深空探測(cè)的發(fā)展方向。在我國(guó)未來的火星探測(cè)計(jì)劃中火星重力場(chǎng)的研究仍可以作為一個(gè)有價(jià)值的科學(xué)目標(biāo)?；鹦侵亓?chǎng)的研究是火星科學(xué)研究的一個(gè)重要組成部分，為了保障火星探測(cè)任務(wù)的成功實(shí)施并順利完成特定的科學(xué)目標(biāo)，火星重力場(chǎng)在其中扮演著重要角色。當(dāng)火星

4、探測(cè)器進(jìn)入繞火星的軌道后，受到的最大攝動(dòng)力為火星非球型引力攝動(dòng)，為了成功實(shí)旅探測(cè)器變軌以達(dá)到預(yù)期的軌道構(gòu)型，或者為了火星著陸器順利登陸，都必須要精確了解火星重力場(chǎng)；此外，精確的火星重力場(chǎng)模型也是研究火星內(nèi)部結(jié)構(gòu)的重要手段，結(jié)合火星重力場(chǎng)和火星地形模型，可以用來研究火星對(duì)大的沖擊物的反應(yīng)、火星表面地質(zhì)過程和火星內(nèi)部動(dòng)力學(xué)，這些研究是當(dāng)今行星科學(xué)研究的重要內(nèi)容。火星重力場(chǎng)模型可以通過解算探測(cè)器的軌道數(shù)據(jù)而確定。在探測(cè)器環(huán)繞火星運(yùn)行的過程中，

5、探測(cè)器的軌道會(huì)受到非球型重力場(chǎng)的影響而產(chǎn)生擾動(dòng)，這一擾動(dòng)可以通過分析探測(cè)器軌道根數(shù)的周期性變化而顯現(xiàn)。論文結(jié)合基本原理分析了火星重力場(chǎng)的基本特征。建立了環(huán)火探測(cè)器軌道運(yùn)動(dòng)模型，分析了影響火星探測(cè)器軌道運(yùn)動(dòng)的主要攝動(dòng)因素，重點(diǎn)考察了火星重力場(chǎng)對(duì)火星探測(cè)器軌道運(yùn)動(dòng)的影響。利用實(shí)際的觀測(cè)數(shù)據(jù)，研究了火星重力場(chǎng)的恢復(fù)。最后，根據(jù)軌道力學(xué)的相關(guān)知識(shí)，利用分析解的方法分析了不同軌道構(gòu)型的火星探測(cè)器對(duì)火星重力場(chǎng)的敏感度。論文的主要內(nèi)容包括：1首先介紹