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2016HO3轨道确定及雅科夫斯基效应力探测分析

曹建峰 满海钧 刘山洪 黄皓 张宇

曹建峰, 满海钧, 刘山洪, 黄皓, 张宇. 2016HO3轨道确定及雅科夫斯基效应力探测分析[J]. 空间科学学报. doi: 10.11728/cjss2025.03.2025-0007
引用本文: 曹建峰, 满海钧, 刘山洪, 黄皓, 张宇. 2016HO3轨道确定及雅科夫斯基效应力探测分析[J]. 空间科学学报. doi: 10.11728/cjss2025.03.2025-0007
CAO Jianfeng, MAN Haijun, LIU Shanhong, HUANG Hao, ZHANG Yu. Orbit Determination of Asteroid 2016HO3 and Analysis of Detection of Yarkovsky Effect Force (in Chinese). Chinese Journal of Space Science, 2025, 45(3): 761-769 doi: 10.11728/cjss2025.03.2025-0007
Citation: CAO Jianfeng, MAN Haijun, LIU Shanhong, HUANG Hao, ZHANG Yu. Orbit Determination of Asteroid 2016HO3 and Analysis of Detection of Yarkovsky Effect Force (in Chinese). Chinese Journal of Space Science, 2025, 45(3): 761-769 doi: 10.11728/cjss2025.03.2025-0007

2016HO3轨道确定及雅科夫斯基效应力探测分析

doi: 10.11728/cjss2025.03.2025-0007 cstr: 32142.14.cjss.2025-0007
基金项目: 高层次创新人才项目(小行星监测防御轨道理论与应用技术研究)资助
详细信息
    作者简介:
    • 曹建峰 男, 1982年8月出生于江苏省如皋市, 现为北京航天飞行控制中心副研究员, 主要研究方向为航天器精密定轨及其科学应用. E-mail: jfcao@foxmail.com
  • 中图分类号: P129

Orbit Determination of Asteroid 2016HO3 and Analysis of Detection of Yarkovsky Effect Force

  • 摘要: 针对自主小行星探测任务中对历表的高精度需求, 对小行星2016HO3进行数据处理与深入分析. 构建了小行星2016HO3的高精度动力学模型, 该模型在40年积分周期后与Horizons星历的偏差保持在400 m以内. 利用MPC发布的观测数据进行了定轨计算, 并对两种不同加权策略下的定轨结果进行了对比分析. 同时, 在轨道解算过程中, 还尝试进行了雅科夫斯基效应力的探测. 结果表明, 两种加权策略下的残差表现出高度一致性, 但轨道偏差却接近100 km. 此外, 通过轨道解算成功探测到了雅科夫斯基效应, 并验证了该检测方法的有效性. 轨道演化分析进一步揭示, 当地面设备在每年固定月份观测小行星时, 该月份的轨道偏差最为稳定, 而其他月份的轨道则呈现出显著的发散趋势. 本研究为自主小行星探测任务后续的测量数据处理提供了有益的参考和理论方法支持, 有助于提升探测任务的精度和可靠性.

     

  • 图  1  HO3 观测数据与地心距关系

    Figure  1.  HO3 observations corresponding to the geocentric distance

    图  2  积分轨道与JPL/Horizons发布星历的差异

    Figure  2.  Differences between integrated orbits and ephemerides published by JPL/Horizons

    图  3  定轨残差统计

    Figure  3.  Statistics of orbit determination residuals

    图  4  定轨星历比较

    Figure  4.  Comparison of determined orbits

    图  5  星历比较

    Figure  5.  Ephemeris comparison

    图  6  2010-2030年 轨道演化分析

    Figure  6.  Orbit evolution analysis in 2010-2030

    表  1  轨道计算的摄动力模型

    Table  1.   Perturbation force models for orbit calculation

    项目 模型
    时空参考系 质心天球参考系
    行星历表 JPL DE440
    质点引力 日月+大行星+冥王星
    小行星(主要的16颗小行星)[16]
    非球形引力 地球非球形(5×5)
    雅科夫斯基效应力 简化模型[17]
    广义相对论 1阶后牛顿
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    表  2  小天体引力常数

    Table  2.   Gravitational constants for small celestial bodies

    小行星名称引力常数/(m3·s–2)
    Ceres62809392663.751
    Pallas13923011068.771
    Juno1622414767.576
    Vesta17288009363.646
    Hebe372800244.326
    Hygiea5542391735.244
    Eunomia2098154705.595
    Psyche1530048436.930
    Euphrosyne2844871570.964
    Europa1110804430.899
    Cybele1426480699.967
    Sylvia986352777.786
    Thisbe1155799234.540
    Camilla749743219.400
    Davida2331286426.251
    Interamnia2357317307.308
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    表  3  NEODyS权重设置策略

    Table  3.   Weighting strategies for NEODyS

    测站代号 NEODyS/(″)
    F51 0.2
    F52 0.2
    645 0.3
    695 0.6
    568 0.2
    291 0.5
    926 1.0
    705 1.0
    T12 0.158
    H21 1.0
    950 1.0
    J95 1.0
    598 0.6
    Z84 0.4
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    表  4  定轨残差统计

    Table  4.   Statistics of orbit determination residuals

    定轨策略数据类型数据个数使用个数残差${E_{{\text{RMS}}}}$/(″)
    等权处理赤经3203180.2156
    赤纬3203190.1450
    NEODyS权重赤经3203200.2163
    赤纬3203190.1495
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    表  5  雅科夫斯基效应力检测情况

    Table  5.   Detection status of other Yarkovsky effect forces

    解算来源 ${A_2}$ 不确定度
    文献[9] –1.434×10–13 0.410×10–13
    文献[12] –1.075×10–13 0.447×10–13
    Horizons –1.364×10–13
    本文 –1.515×10–13 0.303×10–13
    NEODyS权重 –1.203×10–13 0.225×10–13
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出版历程
  • 收稿日期:  2025-01-07
  • 修回日期:  2025-04-14
  • 网络出版日期:  2025-04-15

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