童科伟 刘伟 高朝辉 王俊峰 王笃俊

（1 中国运载火箭技术研究院研究发展中心，北京 100076）

（2 中国航天科工集团第二研究院中心军事代表室，北京 100854）

1 引言

月球异常复杂的重力场使得月球卫星的轨道与地球卫星轨道相比具有不同的特性［1-2］。月球上空没有大气，卫星轨道不会因大气阻力而衰减。但是在较低的初始圆轨道上运行的月球卫星经过一段时间后仍可能坠落到月球［2］。月球重力场摄动影响会导致偏心率变大，使卫星轨道迅速变扁，缩短卫星寿命，对100km／15km轨道反应尤为明显［3］。这些现象就与月球复杂的重力场有关。研究月球重力场有助于理解这些现象。

由于月球的公转周期和自转周期相同，月球始终只有半面朝向地球，导致地面无法观测到月球背面，月球背面的重力异常只能通过拟合推估间接求出，极大影响了月球背面重力场的精度。目前常用的月球重力场模型LP165是基于分析NASA 的月球勘探者号（Lunar Prospector）的正面双程多普勒和测距数据得到的。由于缺少月球背面观测数据，得到的20阶以上的重力场球谐展开系数可能不可靠。尽管高阶谐系数不可靠，考虑高阶项对低轨卫星定轨精度的提高仍有帮助［3］。

月球重力场与地球重力场有显著区别。从重力场形式误差看，地球重力场形式误差随阶数增加而变大，而月球则随阶数增加而变小。从信噪比角度看，地球重力场直到150阶的形式误差仍小于重力场本身的值，而月球约从80阶开始，形式误差就与重力场本身的量级相当了。……