李 勰，满海钧，刘舒莳，陈光明

(1.中国科学院国家空间科学中心，北京100190；2.北京航天飞行控制中心，北京100094；3.航天飞行动力学技术重点实验室，北京100094；4.中国科学院大学，北京100049)

1 引言

热层大气密度的不确定性是影响低轨航天器定轨预报精度的最关键因素，而描述热层大气密度变化的经验模式受建模数据以及对于密度变化自身物理机制认识的局限，虽历经半个世纪的发展，依然无法突破15%的精度瓶颈。经验密度模式依据建立时采用的数据源，主要分为两大类:①基于卫星阻力数据，典型代表是美国史密松天文台发布的Jacchia系列和法国宇航局发布的DTM系列；②基于地面非相干散射雷达和卫星原位探测数据，典型代表是美国的MSIS系列。上述3个系列的经验密度模式在国内外航天工程任务中得到了广泛应用。

进入21世纪以来，随着各类工程、科学和军事应用对航天器轨道精度的要求越来越高，传统的经验密度模式成为制约精度提升的一个关键因素。为此在原有模式基础上，通过引入新的观测数据和辐射指数，对部分方程进行修改，美国和欧洲相继对上述不同模式进行了升级。Picone等在MSIS90基础上融合新的观测数据，并考虑500 km以上不规则原子氧和离子氧的影响，开发了NRLMSISE00模式，成为当前科学和工程应用领域使用最广泛的模式；Bowman等在Jacchia71基础上，引入新的太阳辐射指数和地磁指数，建立了Jacchia-Bowman模式，作为北美防空司令部轨道计算的标准模式；法国宇航局在欧盟第七研究计划支持下，通过融合GRACE、GOCE卫星数据，推出了DTM2013模式，并宣称该模式是目前误差最小的模式。……