留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

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

刘山洪 鄢建国 杨轩 叶茂 郭茜 王波 李斐

刘山洪, 鄢建国, 杨轩, 叶茂, 郭茜, 王波, 李斐. 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[J]. 武汉大学学报 ● 信息科学版. doi: 10.13203/j.whugis20210035
引用本文: 刘山洪, 鄢建国, 杨轩, 叶茂, 郭茜, 王波, 李斐. 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[J]. 武汉大学学报 ● 信息科学版. doi: 10.13203/j.whugis20210035
LIU Shanhong, YAN Jianguo, YANG Xuan, YE Mao, GUO Xi, WANG Bo, LI Fei. Potential Contribution from Tianwen-1 Extended Mission to Mars Low-Order Gravity Field[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University. doi: 10.13203/j.whugis20210035
Citation: LIU Shanhong, YAN Jianguo, YANG Xuan, YE Mao, GUO Xi, WANG Bo, LI Fei. Potential Contribution from Tianwen-1 Extended Mission to Mars Low-Order Gravity Field[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University. doi: 10.13203/j.whugis20210035

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

doi: 10.13203/j.whugis20210035
基金项目: 

民用航天预研项目(D020103),国家自然科学基金(42030110,U1831132)

详细信息
    作者简介:

    刘山洪,博士,主要从事行星探测器精密定轨、行星历表解算。shanhongliu@whu.edu.cn

  • 中图分类号: P228.1

Potential Contribution from Tianwen-1 Extended Mission to Mars Low-Order Gravity Field

Funds: 

the Pre-research Project on Civil Aerospace Technologies(D020103)

  • 摘要: 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。本文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的反演出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。
  • [1] Wan W, Wang C, Li C, et al. The Payloads of Planetary Physics Research Onboard China'S First Mars Mission (Tianwen-1)[J]. Earth and Planetary Physics, 2020, 4:331-332.
    [2] Leighton R B, Murray B C, Sharp R P, et al. Mariner IV Photography of Mars:Initial Results[J]. Science, 1965, 149(3684):627-630.
    [3] https://mars.nasa.gov/mars-exploration/missions/?page=0&per_page=99&order=date+desc&search=&category=167
    [4] Zou Y, Zhu Y, Bai Y, et al. Scientific Objectives and Payloads of Tianwen-1, China's First Mars Exploration Mission[J]. Advances in Space Research, 2020, 67(2).
    [5] Khan S A. UAE Mars Mission[J]. Science, 2020, 369(6500).
    [6] Farley K A, Williford K H, Stack K M, et al. Mars 2020 Mission Overview[J]. Space Science Reviews, 2020, 216(8):1-41.
    [7] Sugano T, Heki K. Isostasy of the Moon from High-Resolution Gravity and Topography Data:Implication for its Thermal History[J]. Geophysical Research Letters, 2004, 31(24):1183-1186.
    [8] Lemoine F G, Smith D E, Rowlands D D, et al. An Improved Solution of the Gravity Field of Mars (GMM-2B) from Mars Global Surveyor[J]. Journal of Geophysical Research:Planets, 2001, 106(E10):23359-23376.
    [9] Smith D E, Lerch F J, Nerem R S, et al. An Improved Gravity Model for Mars:Goddard Mars Model 1[J]. Journal of Geophysical Research:Planets, 1993, 98(E11):20871.
    [10] Lemoine F G, Smith D E, Rowlands D D, et al. An Improved Solution of the Gravity Field of Mars (GMM-2B) from Mars Global Surveyor[J]. Journal of Geophysical Research:Planets, 2001, 106(E10):23359-23376.
    [11] Konopliv A S, Asmar S W, Folkner W M, et al. Mars High Resolution Gravity Fields from MRO, Mars Seasonal Gravity, and other Dynamical Parameters[J]. Icarus, 2011, 211(1):401-428.
    [12] Konopliv A S, Yoder C F, Standish E M, et al. A Global Solution for the Mars Static and Seasonal Gravity, Mars orientation, Phobos and Deimos Masses, and Mars Ephemeris[J]. Icarus, 2006, 182(1):23-50.
    [13] Konopliv A S, Park R S, Folkner W M. An Improved JPL Mars Gravity Field and Orientation from Mars Orbiter and Lander Tracking Data[J]. Icarus, 2016, 274:253-260.
    [14] Hirt C, Claessens S J, Kuhn M, et al. Kilometer-resolution Gravity Field of Mars:MGM2011[J]. Planetary and Space Science, 2012, 67(1):147-154.
    [15] Genova A, Goossens S, Lemoine F G, et al. Seasonal and Static Gravity Field of Mars from MGS, Mars Odyssey and MRO radio science[J]. Icarus, 2016, 272:228-245.
    [16] Yang X, Yan J G, Andert T, et al. The Second-Degree Gravity Coefficients of Phobos from two Mars Express flybys[J]. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 2019, 490(2):2007-2012.
    [17] Yan J G, Yang X, Ye M, et al. Assessment of Phobos Gravity Field Determination from Both Near Polar and Near Equatorial Orbital Flyby Data[J]. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 2018, 481(4):4361-4371.
    [18] Jin W T, Li F, Yan J G, et al. A Simulated Global GM Estimate of the Asteroid 469219 Kamo ‘Oalewa for China's Future Asteroid Mission[J]. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 2020, 493(3):4012-4021.
    [19] Genova A, Goossens S, Lemoine F G, et al. Seasonal and Static Gravity Field of Mars from MGS, Mars Odyssey and MRO Radio Science[J]. Icarus, 2016, 272:228-245.
    [20] Mathews P M, Dehant V, Gipson J M. Tidal Station Displacements[J]. Journal of Geophysical Research, 1997, 102(20):469-477.
    [21] Richard E. Ullman. SOLVE PROGRAM. 2010.
    [22] Kaula W M. Theory of Satellite Geodesy:Applications of satellites to Geodesy[J]. Physics Today, 1966, 20(10):101-101.
  • [1] 陈祎豪, 鄢建国, 李斐, 杨轩.  利用重力场模型MRO120D分析火星探测器的轨道演化 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, doi: 10.13203/j.whugis20180506
    [2] 郭茜, 鄢建国, 杨轩, BarriotJean-Pierre.  利用形状模型进行火卫一高阶重力场建模 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, doi: 10.13203/j.whugis20190104
    [3] 张艳, 王涛, 冯伍法, 王淑香.  “天绘一号”海岛(礁)影像稀少控制下的定位技术研究 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, doi: 10.13203/j.whugis20140220
    [4] 涂弋, 陆洋, 张子占, 史红岭, 杜宗亮, 高春春, 朱传东.  利用GRACE资料构造大尺度时变重力场统一模型 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, doi: 10.13203/j.whugis20140303
    [5] 昌胜骐, 黄勇, 李培佳, 胡小工.  利用不同月球重力场模型分析嫦娥三号定轨精度 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, doi: 10.13203/j.whugis20140332
    [6] 孙玉, 常晓涛, 郭金运, 柯宝贵.  SGM100i月球重力场特征分析 . 武汉大学学报 ● 信息科学版,
    [7] 钟振, 李斐, 鄢建国, 邵先远.  新近月球重力场模型的比较与分析 . 武汉大学学报 ● 信息科学版,
    [8] 游为, 范东明, 贺全兵.  利用GOCE卫星轨道反演地球重力场模型 . 武汉大学学报 ● 信息科学版,
    [9] 何雨帆, 王家松, 李远平, 陈建荣.  基于北斗一号的近地卫星天基测控技术及应用 . 武汉大学学报 ● 信息科学版,
    [10] 罗佳, 宁津生.  LEO星群探测地球重力场的性能分析 . 武汉大学学报 ● 信息科学版,
    [11] 宁津生, 郭金来.  地球重力场可视化数据挖掘平台WHU-3 Dgravity的设计与实现 . 武汉大学学报 ● 信息科学版,
    [12] 罗佳, 施闯, 邹贤才, 汪海洪.  现有SST重力场模型的比较研究 . 武汉大学学报 ● 信息科学版,
    [13] 罗佳, 姜卫平, 汪海洪, 邹贤才.  中国区域SST卫星重力场模型精度分析 . 武汉大学学报 ● 信息科学版,
    [14] 申文斌, 王正涛, 晁定波.  利用卫星重力数据确定地球外部重力场的一种方法及模拟实验检验 . 武汉大学学报 ● 信息科学版,
    [15] 陶本藻.  地球重力场平差模型误差的控制 . 武汉大学学报 ● 信息科学版,
    [16] 宁津生.  跟踪世界发展动态致力地球重力场研究 . 武汉大学学报 ● 信息科学版,
    [17] 王东明, 朱灼文.  重力场中的大地奇异性问题 . 武汉大学学报 ● 信息科学版,
    [18] 王东明, 朱灼文.  重力场的内蕴特性 . 武汉大学学报 ● 信息科学版,
    [19] 宁津生, 李金文, 晁定波.  各向异性局部重力场计算的谱方法 . 武汉大学学报 ● 信息科学版,
    [20] 张荣.  超声Doppler测量血液流速的方法 . 武汉大学学报 ● 信息科学版,
  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  65
  • HTML全文浏览量:  13
  • PDF下载量:  6
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2021-01-24

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

doi: 10.13203/j.whugis20210035
    基金项目:

    民用航天预研项目(D020103),国家自然科学基金(42030110,U1831132)

    作者简介:

    刘山洪,博士,主要从事行星探测器精密定轨、行星历表解算。shanhongliu@whu.edu.cn

  • 中图分类号: P228.1

摘要: 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。本文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的反演出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。

English Abstract

刘山洪, 鄢建国, 杨轩, 叶茂, 郭茜, 王波, 李斐. 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[J]. 武汉大学学报 ● 信息科学版. doi: 10.13203/j.whugis20210035
引用本文: 刘山洪, 鄢建国, 杨轩, 叶茂, 郭茜, 王波, 李斐. 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[J]. 武汉大学学报 ● 信息科学版. doi: 10.13203/j.whugis20210035
LIU Shanhong, YAN Jianguo, YANG Xuan, YE Mao, GUO Xi, WANG Bo, LI Fei. Potential Contribution from Tianwen-1 Extended Mission to Mars Low-Order Gravity Field[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University. doi: 10.13203/j.whugis20210035
Citation: LIU Shanhong, YAN Jianguo, YANG Xuan, YE Mao, GUO Xi, WANG Bo, LI Fei. Potential Contribution from Tianwen-1 Extended Mission to Mars Low-Order Gravity Field[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University. doi: 10.13203/j.whugis20210035
参考文献 (22)

目录

    /

    返回文章
    返回