太阳光对GPS定位卫星的影响
太阳光照射到卫星上,将使卫星获得一个推力,通常称为太阳光压,也叫太阳辐射压。 太阳光压有两种,其一是直接太阳光压(Direct Solar Radiation Pressure);另一种是地球反射 光压(Earth-reflected Solar Radiation Pressure)。后者由于对GPS 卫星影响较小,通常可以忽 略不计。
如果将卫星视作球形,太阳光压产生的摄动加速度为:
式中,K 为与卫星表面反射性能有关的系数,一般取值于1~1.44 之间;
A 为垂直于太阳方向的卫星截面积;
ms 为卫星质量;
P 为太阳光压的压强,通常取值为4.560 5×10-6N/m;
s r 为太阳中心的地心向径。
s r 本应该是太阳中心到卫星的向径,但这样的近似不会带来明显误差。即使是平均轨道 高度约40 000km 的静地卫星,方向差异也仅为1′左右。
太阳光压摄动属于耗散力,为了研究它的影响,可以先用太阳视运动的轨道根数表示s r , 再导出摄动加速度SP &r& 的 3 个分量 S、T、W,最后代入牛顿受摄运动方程(3-35),求出摄动 轨道根数。需要指出的是,当卫星进入地球阴影区域时(如图3-9 所示),它不受太阳光压的 影响,因此在解算时需要考虑扣除阴影部分。
根据计算,太阳光压对GPS卫星的摄动加速度,约为10-7m/s2,在3hr 的弧段上可能产 生5~10m 的偏差。这一摄动力的影响对于精密GPS 定位而言是不能忽略的。 卫星定轨是GPS 的关键技术之一,它与GPS 的定位精度息息相关。因此,充分考虑各种摄动力的影响,精化各种摄动力模型,始终是研究GPS 卫星定位技术的一个主要课题。
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