天体力学

摘要： 中国科学院紫金山天文台前身是成立于1928年的国立中央研究院天文研究所,也是我国自己建立的第一个现代天文学研究机构,因此被誉为“中国现代天文学的摇篮”。在中国东部苏皖两省交界处的盱眙县铁山寺国家森林公园内,坐落着我国目前唯一的天体力学实测基地--盱眙天文观测站,它隶属于中国科学院紫金山天文台,主要从事太阳系天体和人造天体动力学的实测研究。而在中国青海北部的阿尔金山南麓的戈壁滩上,有一个因湖而得名的小镇叫冷湖镇。

摘要： 考虑周期解的数值延拓问题并提出基于Broyden拟牛顿法来延拓周期解的一种有效算法,先后以布鲁塞尔振子、平面圆型限制性三体问题(Planar Circular Restricted Three-Body Problem,PCRTBP)的周期解为例进行了验证.这里的Broyden方法包含线性搜索、正交三角分解求线性方程组的步骤.对一般的周期解,周期性条件方程组中含有周期作为待延拓参数,可用周期来决定积分时长,将解代入周期性条件得到积分型的非线性方程组,利用Broyden方法迭代延拓直至初值收敛.根据两次垂直通过一个超平面的轨道是对称周期轨道的性质,可采用插值的方法求得再次抵达超平面的解分量,得到周期性条件方程组,再用Broyden方法求解.结合哈密顿系统的对称性和PCRTBP周期轨道的一些分类,对2=1、3=1的内共振周期解族进行了数值研究.最后,对算法和计算结果做了总结和讨论.

摘要： 数值积分方法是进行天体力学研究的重要工具,尤其对于行星历表的研究工作而言.由于在使用数值方法计算天体轨道时,最终误差通常是难以预知的,所以在面对精度要求较高或者积分时间较长的工作时具体积分方案的设计---尤其是当使用定步长方法时的步长选择---需要十分谨慎,因为这将意味着是否能在时间成本可以被接受的范围内使解的精度达到要求.因此,在使用数值方法解决实际问题时如何快速寻找效率与精度之间的最佳平衡点是每一个数值积分方法的设计者与使用者都会面临的难题.为解决这一问题,在定步长条件下对数值积分方法的舍入误差概率分布函数以及截断误差积累量对步长的依赖关系和随时间的增长关系进行了深入研究.基于所得结论,提出了一种仅需较少的数值实验资料即可对选择任意时间步长积分至任意积分时刻时的舍入误差概率分布函数与截断误差积累量进行准确估计的方法,并使用Adams-Cowell方法对该误差估计方法在圆周期轨道条件下进行了验证.该误差估计方法在未来有望用于不同数值算法的性能对比研究,同时也可以对数值积分方法求解实际轨道问题时的决策工作带来重要帮助.

摘要： 双行根数(Two Line Element,TLE)作为一类广泛使用的空间物体编目数据,其预报精度和误差特性是TLE编目在空间碎片研究中所要关注的问题之一.TLE编目需要配合SGP4/SDP4(Simplified General Perturbations 4/Simplified Deep Space 4)模型进行轨道预报,对深空物体来说,主要考虑带谐项J2、J3、J4摄动、第三体日月摄动和特殊轨道共振问题修正等.其中,SGP4/SDP4模型第三体摄动计算时,对日月轨道近似采用了长期进动根数和简单平运动的方式,在外推10 d时存在约2◦–3◦的日月位置偏差.日月轨道计算可选用更加精确的方法来改进初始位置估计,并根据日月运动规律的不同,对太阳轨道采用平运动近似,对月球轨道采用计算真近点角近似,在外推10 d时,二者位置偏差可分别减小到约1′–2′和15′–20′范围.采用激光测距卫星Etalon 1、伽利略卫星导航系统Galileo 23卫星作为对比算例,结果分析表明二者原始的TLE编目轨道进行预报时存在明显的位置误差异常变化趋势;采用日月轨道计算改进后,重新定轨得到的“改进”编目具有更加精确的轨道预报结果.

摘要： 本文基于李级数摄动理论,分析了带自旋的相对论双星问题.从爱因斯坦场方程的后牛顿近似展开开始,考虑了多种相对论效应的复杂相互作用.得到了一个关于运动粒子的轨道角动量的z分量关于时间t演化的椭圆函数形式的解析解.

摘要： 作为一颗与地球共轨道的小行星,(469219)Kamo`oalewa是一个具有很高研究价值的近地小天体,也是中国首次小行星探测计划的目标天体之一.针对其轨道特性,建立了兼顾太阳、地球和月球非球形引力作用的小行星动力学模型.并在该模型的基础上,利用国际小行星中心(Minor Planet Center,MPC)提供的2004—2018年间的光学观测数据对该小行星的轨道进行确定.拟合后观测残差的均方根误差约为0.2′′(与美国喷气推进实验室的Horizons在线历表系统相当),其中2004年期间数据的观测残差有所改进.最后,对小行星(469219)Kamo`oalewa的轨道误差进行了详细分析,并预报了2020—2025年期间该小行星的轨道误差.

摘要： 18世纪末大概是科学家们最感幸福和荣耀的时代。震撼整个欧洲的拿破仑亲自接见物理学家拉普拉斯,要看他的新著《天体力学》。欧洲贵族小姐的闺房里都摆着新近的自然科学著作。曾经的世界对人类而言是混沌和不可预测的,到处是各种难以解释的"奇迹",面对日月星辰、雷霆雨露,人们只能懵懵懂懂地活在其中。

摘要： 探讨了偏心率函数的递推方法的效率,给出了一种成批递推方法,其计算效率明显优于直接计算方法,而且递推是正向的.采用该成批递推方法递推时,偏心率函数的量级从小到大变化,可以保证递推的精度.

摘要： 回顾总结了7种Hansen系数及其导数的直接计算方法,比较分析了这些方法的计算效率和计算稳定性.研究表明:Hansen系数的递推关系可以用来判别计算结果的稳定性.最后指出,Wnuk方法(双精度计算)和McClain方法(4精度计算)是稳定的,可以用来计算人造卫星轨道摄动.由于大多数人造卫星采用小偏心率轨道,需要计算无奇点摄动,推荐使用McClain方法1(4精度计算).

摘要： 推导给出了两个新的Hansen系数X-(n+1),mk的递推关系:{2k√1-e2X-n,mk =(m-n)eX-(n+1),m-1k + 2mX-(n+1),mk+(m + n)eX-(n+1),m+1k,(R5){(m + 1)(m-n-1)(n-m)e2X(n+1),m-2k-(m + 1)(m + n-1)(2m-n-1)e2X-(n+1),mk-(m-1)(m-n + 1)(n + 2m + 1)e2X-(n+1),mk+(m + 1)(m-1)[4m + 2me2-4k(1-e2)3/2] X-(n+1),mk+ 2k(m-1)(n + 2m + 1)e√1-e2X-n,m+1k+2k(m + 1)(2m-n-1)e√1-e2X-n,m-1k-(m-1)(n + m + 1)(n + m)e2X-(n+1),m+2k =0,(R6)其中,n、m和k是Hansen系数X-(n+1),mk的3个指标,e为轨道偏心率.递推公式(R5)可以执行普通Hansen系数的向后递推,需要一行初值,公式简单.递推公式(R6)可以执行偏心率函数的向前递推,需要两行初值,比Vakhidov给出的递推公式明显简单.算例说明,这两种递推是有效的.

摘要： 在长期观测和探索重大自然灾害前兆现象的过程中，作者采用了地球物理方法、卫星遥感技术和天体力学等技术手段，自主研发了发明专利技术“瓦斯突出短临预警方法”。本文对此专利技术进行了简单介绍。

摘要： 力是什么?自然界物体为什么会运动?人类对力的知识至今没有搞清楚。从伽里略研究惯性运动，牛顿总结并创立力学三定律，还有天体力学，到爱囚斯坦创立相对论，都对力学作了自己的阐述。科技界把它们作为自然规律来对待。这使力与运动概念越来越模糊，问题越来越复杂。学术变成了权术，一些学术权威们在没有任何根据的情况下，用自己的意志任意给研究无成效的学科下结论：什么惯性运动啦、判决性实验啦、测不准原理啦、大气异常啦……严重阻碍了对自然界的正确认识。如何拨乱反正成了学术界的头等大事。为了打破这一领域万马齐喑的局面，本文提出解决这一问题思路和简易方法.

摘要： 万有引力的发现与人们研究天体运动有密切的关系,它是在人类上千年科学活动过程中科学家们不懈努力的结果.本文通过介绍托勒密、哥白尼、第谷、开普勒、伽利略和牛顿等人对天体力学发展的贡献,阐述万有引力定律发现的历史过程及其影响.

摘要： 本文针对行星/月球历表的建立及应用,比较了常用的数值历表及分析历表之间的差异.文章主要以图表的形式比较了JPL的数值历表DE421、DE423与DE405,法国巴黎天文台的数值历表INPOP08、INPOP10b及半分析历表VSOP2000,俄罗斯的数值历表EPM2008,月球半分析历表ELP/MPP02和国际天文协会(IAU)SOFA软件包的半分析历表之间的差异,比较结果为实践中选择适当的历表提供了有益的参考.

摘要： 本文针对行星/月球历表的建立及应用,比较了常用的数值历表及分析历表之间的差异.文章主要以图表的形式比较了JPL的数值历表DE421、DE423与DE405,法国巴黎天文台的数值历表INPOP08、INPOP10b及半分析历表VSOP2000,俄罗斯的数值历表EPM2008,月球半分析历表ELP/MPP02和国际天文协会(IAU)SOFA软件包的半分析历表之间的差异,比较结果为实践中选择适当的历表提供了有益的参考.

摘要： 本文针对行星/月球历表的建立及应用,比较了常用的数值历表及分析历表之间的差异.文章主要以图表的形式比较了JPL的数值历表DE421、DE423与DE405,法国巴黎天文台的数值历表INPOP08、INPOP10b及半分析历表VSOP2000,俄罗斯的数值历表EPM2008,月球半分析历表ELP/MPP02和国际天文协会(IAU)SOFA软件包的半分析历表之间的差异,比较结果为实践中选择适当的历表提供了有益的参考.

摘要： 本文针对行星/月球历表的建立及应用,比较了常用的数值历表及分析历表之间的差异.文章主要以图表的形式比较了JPL的数值历表DE421、DE423与DE405,法国巴黎天文台的数值历表INPOP08、INPOP10b及半分析历表VSOP2000,俄罗斯的数值历表EPM2008,月球半分析历表ELP/MPP02和国际天文协会(IAU)SOFA软件包的半分析历表之间的差异,比较结果为实践中选择适当的历表提供了有益的参考.

摘要： 本文介绍对于地球来说，虽然J3=J2(10-3)量级比较小，但是几项引起的长周期变化是比较显著的。同时乃项可以用来控制冻结轨道的形成。综上所述研究J3项是非常有意义的。

摘要： 本文介绍对于地球来说，虽然J3=J2(10-3)量级比较小，但是几项引起的长周期变化是比较显著的。同时乃项可以用来控制冻结轨道的形成。综上所述研究J3项是非常有意义的。

摘要： 本文介绍对于地球来说，虽然J3=J2(10-3)量级比较小，但是几项引起的长周期变化是比较显著的。同时乃项可以用来控制冻结轨道的形成。综上所述研究J3项是非常有意义的。

摘要： 本发明公开的一种小天体自旋角速度动力学修正方法，属于深空探测技术领域。本发明实现方法为：将自旋角速度引入估计系统状态向量中，在小天体固连系下建立基于器间测量的小天体自旋角速度动力学修正状态模型；以器间测距为观测量，建立基于器间测量的小天体自旋角速度动力学修正观测模型；结合小天体自旋角速度动力学修正状态模型与基于器间测量的小天体自旋角速度动力学修正观测模型，采用非线性估计滤波算法对小天体自旋角速度以及两颗探测器的位置与速度矢量进行修正，利用修正后的自旋角速度构建小天体探测器控制系统状态模型，提高探测器在小天体固连坐标系下的轨道与姿态控制精度，提升绕飞与着陆任务安全性。

摘要： 本发明公开了一种小天体探测器着陆动力学模拟系统，该系统包括探测器参数编辑器、小天体重力计算引擎、动力学模拟引擎、API绑定层；小天体重力计算引擎根据目标天体的三位多面体模型或者球谐系数参数，完成探测器当前位置重力加速度的计算；动力学计算引擎根据当前的参数配置生成探测器的3自由度/6自由度动力学模型，并根据API接口绑定层传入的发动机控制量、星历数据库、天体参数数据库相关数据和小天体重力计算引擎，完成探测器的运动和姿态计算，并通过API接口绑定层返回给客户端程序，最终完成了小天体探测器着陆动力学模拟计算，使客户端可以通过不同的语言接口对模拟系统进行调用，传输相关数据。

摘要： 本发明涉及监视海洋结构物的物理变化的系统及方法，更具体而言，提供一种监视海洋结构物物理变化的系统，包括复合光计量仪器，所述复合光计量仪器以利用光纤布拉格光栅的至少一个以上光学传感器感知所述海洋结构物的行迹及结构性变化。根据本发明，涉及引进光学传感器方式的测量方法，能够实时准确监视海洋结构物的物理变化，对海洋结构物的气体或流体力学环境内外力、船体应力、六自由度运动及位置进行实时测量监视及控制，更详细而言，涉及综合地测量因气体或流体力学环境内外力而施加于海洋漂浮物的前后左右倾斜度、吃水、吃水差、腐蚀、侵蚀、龟裂、压力、应力、振动、频率等变化，以此为基准预测控制所述海洋结构物，实现燃料节省、安全运用及维护信息提供的方法，提供一种通过对海洋结构物的气体或流体力学环境内外力、船体应力、六自由度运动及位置实时测量监视及预测控制的燃料节省、安全运用及维护信息提供方法。

摘要： 本发明涉及气体动力学或流体动力学轴承的一种制造方法及这种类型的轴承,这种轴承具有带有第一表面的第一元件和第二元件(10),表面是可以移动的,最好在所述第一表面间具有小的间隙可彼此相对旋转,并且在彼此相对的表面中的至少一个上具有一槽型(12),用于在所述元件的相互运动中通过表面之间的介质如空气或液体产生一个泵效果,以便于在相互运动中形成防止表面物理接触的薄膜,其特征在于所述表面上的槽型通过在表面上涂抹一薄喷层,以在所述槽(12)之间形成凸出脊(13)的形式得到。

摘要： 本公开提出了一种基于近场动力学本构模型的节理岩体力学仿真方法及系统，所述方案将物质点键划分为即岩石键、节理键和裂隙键三种类型，基于强度折减理论构建三种近场动力学键的统一表达格式，并且在运动方程中引入表征岩体压缩性质的短程排斥力，建立了近场动力学节理岩体本构模型；将岩体结构模型的计算区域随机离散成有限数量的带有一定体积信息的物质点，选择合适的近场作用范围，形成所有物质点的邻域矩阵，根据节理分布参数及物质点空间坐标关系，利用向量叉乘判断物质点键是否穿越节理或者裂隙，并进行相应处理；采用自适应动态松弛算法，迭代求解物质点速度和位移，实现了节理岩体变形破坏过程的近场动力学仿真。

摘要： 本发明属于土木工程领域，具体地，涉及基于几何损伤力学模型的节理岩体力学特性分析方法。基于几何损伤力学模型的节理岩体力学特性分析方法，步骤如下：(1)、节理岩体代表性单元的几何模型构建；(2)、定义节理岩体代表性单元的损伤张量；(3)、计算单组节理岩体损伤张量；(4)、计算多组节理岩体的损伤张量；(5)、推导节理岩体有效应力公式，建立节理岩体几何损伤本构模型；(6)、节理岩体几何损伤本构模型程序化；(7)、统计工程岩体的节理几何参数，进行工程岩体的损伤特性数值模拟。

摘要： 本发明公开的一种小天体自旋角速度动力学修正方法，属于深空探测技术领域。本发明实现方法为：将自旋角速度引入估计系统状态向量中，在小天体固连系下建立基于器间测量的小天体自旋角速度动力学修正状态模型；以器间测距为观测量，建立基于器间测量的小天体自旋角速度动力学修正观测模型；结合小天体自旋角速度动力学修正状态模型与基于器间测量的小天体自旋角速度动力学修正观测模型，采用非线性估计滤波算法对小天体自旋角速度以及两颗探测器的位置与速度矢量进行修正，利用修正后的自旋角速度构建小天体探测器控制系统状态模型，提高探测器在小天体固连坐标系下的轨道与姿态控制精度，提升绕飞与着陆任务安全性。

摘要： 本发明是一种基于热力学观测天体的测量系统及测量方法，属于天体测量技术领域。本系统包括：天线用于收集信号，天线的输出端与微波开关一端连接，微波开关另一端与放大器的输入端连接，放大器的输出端与功分器的输入端连接，功分器的输出端与隔离器的输入端连接，隔离器的输出端与滤波器的输入端连接，滤波器的输出端与放大器的输入端连接，放大器的输出端与检波器的输入端连接，检波器的输出端与数据采集器连接，数据采集器与数据处理单元连接，可以对波长进行识别分析得到所需要的峰值波长，并根据峰值波长计算天体表面温度，根据天体表面温度分别天体类型并记录数量，完成天体统计。

摘要： 本发明公开了一种小天体探测器着陆动力学模拟系统，该系统包括探测器参数编辑器、小天体重力计算引擎、动力学模拟引擎、API绑定层；小天体重力计算引擎根据目标天体的三位多面体模型或者球谐系数参数，完成探测器当前位置重力加速度的计算；动力学计算引擎根据当前的参数配置生成探测器的3自由度/6自由度动力学模型，并根据API接口绑定层传入的发动机控制量、星历数据库、天体参数数据库相关数据和小天体重力计算引擎，完成探测器的运动和姿态计算，并通过API接口绑定层返回给客户端程序，最终完成了小天体探测器着陆动力学模拟计算，使客户端可以通过不同的语言接口对模拟系统进行调用，传输相关数据。

摘要： 本发明属于身份认证领域，具体涉及一种基于天体力学的数字身份系统及方法，包括服务器、用户端、计算模块；所述用户端用于用户输入信息，输入信息包括出生时间和地理位置，并将信息传递至服务器，所述服务器与用户端通信连接，所述服务器用于接收并储存用户信息，并将信息输入至计算模块，所述计算模块获取用户的出生时间和地理位置，连接互联网获取当时太阳系行星在黄道坐标系中的位置坐标，并对行星位置坐标进行浮点计算得到对应字符串并将其输出到用户端和服务器；本发明能以极低的成本来让每个人都获得一个不可篡改的、独一无二的数字身份；该数字身份无法通过反编译来还原最初的计算参数，因此也不会泄露隐。