基于正常椭球的卫星轨道模拟与设计开题报告

1. 研究目的与意义

卫星轨道的模拟和设计是卫星大地测量中的一项重要内容，是对卫星摄动进行分析的基础。采用国际标准的正常椭球参数，实现卫星轨道的模拟与设计，并对轨道上卫星的位置、速度、加速度等信息进行分析计算，实现卫星地面轨迹覆盖的绘制。

1970年4月24日，中国成功地研制并发射了第一颗人造地球卫星“东方红一号”，成为世界上第五个独立自主研制和发射人造地球卫星的国家。截止到2000年10月，中国共研制并发射了47颗不同类型的人造地球卫星，飞行成功率达90％以上。目前，中国已发展形成了六个卫星系列——返回式遥感卫星系列、“东方红”通信广播卫星系列、“风云”气象卫星系列和“实践”科学探测与技术试验卫星系列，“资源”地球资源卫星系列和“北斗”导航定位卫星系列，海洋卫星系列也即将形成。中国是世界上第三个掌握卫星回收技术的国家，卫星回收成功率达到国际先进水平；中国是世界上第五个独立研制和发射地球静止轨道通信卫星的国家。中国的气象卫星、地球资源卫星主要技术指标已达到二十世纪九十年代初期的国际水平。近几年来，中国研制并发射的6颗通信地球资源和气象卫星投入使用后，工作稳定，性能良好，产生了很好的社会效益和经济效益。而卫星椭圆轨道运行规律也成为近几年的研究热点。各位学者运用不同的分析方法来进行研究，以寻求得到一个更准确的公式来供更多的学者分析更多的天体运动问题。谢元栋等人分析了引力势作用下地球卫星的轨道，结果表明，在考虑地球扁平率后，地球卫星的轨道可用椭圆余弦函数表示，其平衡位置近似在一椭圆上。顾家国研究了卫星在椭圆轨道运行的周期，并展示了圆轨道和椭圆轨道之间的变换。

我们知道造人造卫星的运动轨道取决于卫星的任务要求，区分为低轨道、中高轨道、地球同步轨道、地球静止轨道、太阳同步轨道，大椭圆轨道和极轨道。那么以“嫦娥一号”的升天为例，我们在本文里要重要研究一下椭圆轨道的运行规律。探讨影响椭圆运动周期的因素，并经过计算找到简单的公式来计算，且能用这个公式作出各稳定椭圆轨道的计算。

2. 研究内容和预期目标

(1)主要研究内容:

1.学习卫星轨道和地球椭球的相关理论；

3. 研究的方法与步骤

研究方法：

利用matlab软件实现卫星运行轨道的模拟与积分运算。对轨道上的卫星位置、速度、加速度等信息进行分析计算。

研究步骤：

4. 参考文献

1. 秦永元, 惯性导航, (2006), 科学出版社。

2. 杨剑, 王泽民, 孟泱,等. glonass卫星轨道积分算法分析[j]. 武汉大学学报(信息科学版), 2006, 31(7):613-615.

3. 牛晓楠, 蒋丹丹, 霍红娟. 基于matlab r2011b的卫星轨道计算[j]. 企业技术开发, 2012, 31(8):20-21.

5. 计划与进度安排

一、研究工作准备阶段（2022.1.20——2022.3.24）：

2022.1.20——2022.3.15为准备工作阶段，包括查阅资料、实验数据收集等；2022.3.16——2022.3.24为开题阶段，主要工作是撰写开题报告等。

二、研究工作开展阶段（2022.3.25——2022.5.19）：