叶　茂

武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室，湖北 武汉 430079



月球探测器精密定轨软件研制与四程中继跟踪测量模式研究

叶茂

武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室，湖北 武汉 430079

本文以我国即将发射的“嫦娥五号”“嫦娥四号”任务为背景，系统性地讨论了行星探测器精密定轨和重力场解算的原理、技术和具体算法，完善月球卫星精密定轨的各个细节，开发了一套具有自主知识产权的月球探测器精密定轨与重力场解算软件系统LUGREAS；提出了基于月球着陆器-轨道器的四程中继跟踪测量模式，定量计算了该跟踪模式对轨道器精密定轨和着陆器精密定位的贡献。具体研究内容包括：

(1) 对行星探测器精密定轨理论进行了研究，对精密定轨的流程、多弧段重力场解算原理，以及时空坐标系统进行了系统性梳理。针对时间系统中UT1和TDB-TT的高精度转换进行了讨论，比较了JPL/DE430、IMCCE/INPOP13c、IAA/EPM2011/m历表中TT-TDB的差别；研究了新近DE历表对月球探测器精密坐标转换的影响。对探测器的精密力模型进行了全面的总结和研究，给出了详细的力模型和偏导数公式，分析了各摄动力模型的量级；对比分析了三种非球形引力摄动的高精度计算方法；对GRAIL探测器的高保真力模型进行了初探；详细讨论了深空探测中常用的测量模型。研究了RAMP多普勒的计算方法，对观测值介质改正进行了讨论，并对站址改正及其量级进行了分析。

(2) 开发了一套具有自主知识产权的月球探测器精密定轨与重力场解算系统(lunar gravity recovery and analysis system，LUGREAS)。……