纯引力轨道检验质量的相对测量技术

摘要

纯引力轨道是物体在太空仅受引力作用的运行轨道,通过构造纯引力轨道,可实现超高精度的空间引力探测,也可为科学实验提供超稳定卫星平台.作为纯引力轨道构造的核心,检验质量的相对测量不仅提供了部分任务科学数据,还为航天器平台的跟踪控制提供输入.首先,描述了纯引力轨道的概念内涵,总结了它在卫星重力测量、引力波探测等方面的应用情况.其次,综述了不同任务对相对测量的需求,给出了电容式测量、磁感应测量和光学测量的原理,总结了各自的优缺点.根据检验质量的姿态运动,将检验质量质心相对状态解算问题分为3类,给出了基于检验质量姿态动力学与表面建模的典型解算模型和质心速度估计方法.最后分析了非引力干扰的理论计算、地面实验验证和在轨实验验证问题.