“嫦娥二號”小行星探測試驗定軌計算與分析

曹建峰 胡松杰 劉 磊 劉 勇

(北京航天飛行控制中心 航天飛行動力學技術重點實驗室，北京100094)

黃 勇 李培佳

(中國科學院 上海天文臺，上海200030)

“嫦娥二號”(CE-2)是中國第2顆月球探測衛星，在完成預期科學試驗后，于2011年5月開展了日地拉格朗日 L2點平動點探測任務[1].2012-04-15，CE-2實施小行星探測試驗的離軌控制，飛離日地拉格朗日L2點Lissajous軌道，飛向圖塔蒂斯(Toutatis)小行星.CE-2開展小行星探測試驗是中國小行星探測的開端，使其成為繼美、歐、日之后第4個開展小行星探測的國家[2].

CE-2的定軌計算精度直接關系到每次軌控實施的效果與小行星成像的質量，是對測控系統的一個挑戰.小行星探測試驗階段，CE-2的定軌計算基于傳統的統計定軌理論，但在實現上又不同于常規的地球、月球航天器的定軌計算.理論上地球與月球航天器的定軌計算選取地心天球參考系與地球時即可滿足時空參考系選取的要求[3－4]，對于小行星探測試驗任務，則必須使用質心天球參考系與質心力學時，這是開展軌道積分以及觀測建模的基礎[5].觀測模型的建立則必須在質心天球參考系中完成，地心天球參考系已經不足以作為“慣性坐標系”使用，直接在地心天球參考系中建模會引入顯著的模型誤差.此外，隨著CE-2與地球距離的增加，地基測軌數據對軌道變化的敏感程度逐漸降低，定軌的幾何確定性日益變差，衛星軌道的動力學約束逐漸減弱，這些因素很大程度上制約了定軌計算的精度.因此，若想獲……