Об интерполяции гравитационного поля Земли

Автор: Кузнецов А. А., Фукин И. И., Вафин К. М., Завьялова Н. А., Негодяев С. С.

Журнал: Труды Московского физико-технического института @trudy-mipt

Статья в выпуске: 4 (60) т.15, 2023 года.

Бесплатный доступ

Для прецизионного прогнозирования орбит в околоземном пространстве необходимо вычисление тяготения Земли с высокой точностью. Расчет гравитационного потенциала и его градиента может быть наиболее затратной стадией интегрирования уравнений движения. В работе исследована возможность интерполяции гравитационного потенциала с целью ускорения построения траекторий. В качестве интерполянтов рассматривались трикубический сплайн и интерполянт на узлах Чебышева - Лиссажу. Авторы оценили ошибки интерполяции и необходимый объем информации для хранения интерполянтов.

Гравитационный потенциал земли, трикубический сплайн, интерполяция чебышева - лиссажу

Короткий адрес: https://sciup.org/142239996

IDR: 142239996

Список литературы Об интерполяции гравитационного поля Земли

Эбауэр К.В. Исследование возмущенного движения исз «Блиц» // Известия высших учебных заведений. Геодезия и аэрофотосъемка. 2013. № 5. С. 22–28.
Васильев В.П. [и др.]. Прецизионный КА «Блиц-М» // Метрология времени и пространства. 2014. С. 197–197.
Соколов А.Л., Акентьев А.С., Ненадович В.Д. Космические ретрорефлекторные системы // Светотехника. 2017. Т. 4. С. 19–23.
Акентьев А.С. [и др.]. Ретрорефлекторный сферический спутник // Оптика и спектроскопия. 2015. Т. 119, № 4. С. 588–593.
Paolozzi A., Ciufolini I., Vendittozzi C. Engineering and scientific aspects of LARES satellite // Acta Astronautica. 2011. V. 69, N 3–4. P. 127–134.
Tapley B.D., Reigber C. The GRACE mission: status and future plans // EGS General Assembly Conference Abstracts. 2002. P. 4819.
Kornfeld R. P., et al., GRACE-FO: the gravity recovery and climate experiment follow-on mission // Journal of spacecraft and rockets. 2019. V. 56, N 3. P. 931–951.
Lukosz M.A., Hejmanowski R., Witkowski W.T. Evaluation of ICEYE Microsatellites Sensor for Surface Motion Detection – Jakobshavn Glacier Case Study // Energies. 2021. V. 14, N 12. P. 3424.
Castelletti D., et al., Capella space first operational SAR satellite // 2021 IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium IGARSS. IEEE. 2021. P. 1483–1486.
Авдюшев В.А. [и др.]. Численное моделирование орбит небесных тел. Томск: Издательский дом Том. гос. ун-та, 2015.
Бордовицына Т.В., Авдюшев В.А. Теория движения искусственных спутников Земли. Томск: Издательский дом Том. гос. ун-та, 2007.
Zavialova N.A., et al., Methods for accurate ballistics calculations for multi-satellite constellations // Advances in the Astronautical Sciences. 2020. P. 91–98.
Lemoine F.G., et al., The development of the joint NASA GSFC and the National Imagery and Mapping Agency (NIMA) geopotential model EGM96. 1998. № NAS 1.60: 206861.
Pavlis N.K., et al., The development and evaluation of the Earth Gravitational Model 2008 (EGM2008) // Journal of geophysical research: solid earth. 2012. V. 117. N B4.
Tapley B., et al., The GGM03 mean earth gravity model from GRACE // AGU Fall Meeting Abstracts. 2007. V. 2007. P. G42A-03.
Ince E.S., et al., ICGEM–15 years of successful collection and distribution of global gravitational models, associated services, and future plans // Earth system science data. 2019. V. 11, N 2. P. 647–674.
Бордовицына Т.В. Современные численные методы в задачах небесной механики. Москва: Наука, 1984.
Petit G., Luzum B. IERS Conventions (2010) // IERS Conventions Centre. 2010.
Vallado D.A. Fundamentals of astrodynamics and applications. V. 12. Springer Science and Business Media, 2001.
Lyard F., et al., Modelling the global ocean tides: modern insights from FES2004 // Ocean dynamics. 2006. V. 56. P. 394–415.
Wahr J. Correction and update to The earth’s C21 and C21 gravity coefficients and the rotation of the core // Geophysical Journal International. 1990. V. 101, N 3. P. 709.
Casotto S., Fantino E. Evaluation of methods for spherical harmonic synthesis of the gravitational potential and its gradients // Advances in Space Research. 2007. V. 40, N 1. P. 69–75.
Clenshaw C.W. A note on the summation of Chebyshev series // Mathematics of Computation. 1955. V. 9, N 51. P. 118–120.
Tscherning C.C. Computation of the second-order derivatives of the normal potential based on the representation by a Legendre series // Manuscripta geodaetica. 1976. V. 1, N 1. P. 71–92.
Tscherning C.C., Poder K. Some geodetic applications of Clenshaw summation // 8th Symposium on Mathematical Geodesy. 5th Hotine Symposium. 1981.
PinClenshaw C.W. es S. Uniform representation of the gravitational potential and it’s derivatives // AIAa Journal. 1973. V. 11, N 11. P. 1508–1511.
Cunningham L.E. On the computation of the spherical harmonic terms needed during the numerical integration of the orbital motion of an artificial satellite // Celestial mechanics. 1970. V. 2, N 2. P. 207–216.
Metris G., Xu J., Wytrzyszczak I. Derivatives of the gravity potential with respect to rectangular coordinates // Celestial Mechanics and Dynamical Astronomy. 1998. V. 71. P. 137–151.
Lekien F., Marsden J. Tricubic interpolation in three dimensions // International Journal for Numerical Methods in Engineering. 2005. V. 63, N 3. P. 455–471.
Dencker P., Erb W. Multivariate polynomial interpolation on Lissajous–Chebyshev nodes // Journal of Approximation Theory. 2017. V. 219. P. 15–45.
Everhart E. Implicit single-sequence methods for integrating orbits // Celestial mechanics. 1974. V. 10, N 1. P. 35–55.

Еще

Статья научная