利用视线加速度数据恢复月球近区重力异常的研究

论文摘要

月球重力场作为月球的主要物理特征之一,在月球的研究中具有非常重要的作用。月球重力场知识是月球探测器飞行轨道的设计和环月轨道的精确确定的重要前提,同时也是精确确定月球大地参考框架的基础。精确的月球重力场也是研究月球内部构造、月球演化历史,以及开发月球资源的基础信息。 本文对各个时期的月球探测计划进行了深入研究,并着重分析了月球重力场的确定方法,以视线加速度来确定月球近区重力场的直接方法作为主要研究内容。通过“Lunar Prospector”扩展任务获得的视线加速度数据,利用分步最小二乘的方法计算月球近区的重力异常。最后将计算结果和现今最高阶次的月球重力场模型LP165进行了比较和分析,得出标准差在纬度-75°～75°范围内为±27.354mGal,75°～85°,-85°～-75°范围内为±61.965mGal的精度,从而验证了该解算方法的可行性和可靠性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 表索引
• 图索引
• 第一章 绪论
• 1.1 概述
• 1.2 国内外研究现状与趋势
• 1.3 论文研究内容
• 1.3.1 研究目标
• 1.3.2 研究内容
• 第二章 月球重力场和地形特征
• 2.1 月球参考框架
• 2.2 月球重力场基本理论
• 2.2.1 月球引力位和潮汐离心力位
• 2.2.2 月球引力位的其它表达形式
• 2.2.3 月球正常重力场和扰动重力场
• 2.3 月球重力场特征
• 2.3.1 月球重力场特征
• 2.3.2 月球重力场探测
• 2.3.3 月球重力场确定
• 2.4 月球表面地形
• 第三章 视线加速度确定月球重力场的原理和方法
• 3.1 概述
• 3.2 视线加速度的确定
• 3.3 视线加速度的形成因素
• 3.3.1 跟踪站、月球质心、月球卫星坐标等随时间的变化
• 3.3.2 各种因素对视线加速度的影响
• 3.3.3 重力扰动引起的视线加速度的确定
• 3.4 利用视线加速度确定月球重力场的方法
• 3.4.1 边值方法
• 3.4.2 系数转换法
• 3.4.3 最小二乘法
• 第四章 数值结果与分析
• 4.1 数值模拟
• 4.1.1 观测数据模拟
• 4.1.2 模拟数据试算
• 4.1.3 模拟结果分析
• 4.2 观测数据处理分析
• 4.2.1 数据说明
• 4.2.2 数值计算
• 4.2.3 成果分析
• 第五章 结束语
• 参考文献
• 致谢