苗 娟，刘四清，李志涛，黄文耿，唐歌实

（1中国科学院空间科学与应用研究中心，北京100190；2航天飞行动力学技术重点实验室，北京100094）

1 引言

大气密度与低轨道航天器所受的大气阻力紧密相关，是影响卫星轨道的重要因素。要准确预测航天器的轨道，就要对大气密度做出精确的预报。从20世纪50年代开始，发展了多种半经验的高层大气模型，形成了 CIRA 系列[1]、Jacchia 系列[2]、DTM 系列[3，4]、MSIS 系列[5，6，7]等各种参考大气模型，为空间活动提供服务。但由于高层大气的变化极其复杂，几十年来虽然大气模型在不断地改进和发展，但一般情况下模型仍存在15%～30%左右的误差，在空间环境扰动期间可达100%甚至更高[8，9]。在航天器测定轨中，大气密度模型误差将转化为轨道误差，影响操控计划、精密定轨、碰撞规避及航天器再入等。因此，如何提高大气模型的预报精度是卫星和航天服务一直致力解决的重要问题。

2000年Tobiska[10]提出在模型中直接用E10.7来替代传统的F10.7能提高SEM卫星轨道衰减的预报精度、2006年Bowman[11]等人建立了两种新的太阳辐射指数S10.7和M10.7，建立了改进的大气密度模型JB2006。2008年Bowman再次增加了一个新的太阳辐射指数Y10.7，并且引入了地磁指数Dst，建立了新模型JB2008[12]。

本文利用CHAMP卫星加速度仪资料反演的大气密度数据，分析大气密度变化与五种辐射指数和两种地磁指数的变化关系，及发生磁暴时大气密度的变化特征，并利用Dst指数对密度变化整体态势进行预报和评估，为大气密度模型的改进奠定基础。

2 大气密度与太阳辐射和地磁指数变化分析

CHAMP卫星是德国地球科学研究中心组织研制的一颗科学小卫星，于2000年7月15日发射，初始高度为454km、运行于倾角为87.3°近圆极轨道上，绕地周期约为90min。……