53_2_smg_h_b.dvi

Bản ghi

1 Ô 53 Ô 2 Ø Ä Vol.53 No Æ 3 ACTA ASTRONOMICA SINICA Mar., 2012 SLR Å Þ»ÅÐÕ Í 1 Ê 1 ÌËÉ 1 1,2,3 Î 1 Ï 1 Ä (1»ÎÂÅ Î«Ú Ç¼ Ã Ç ) (2»ÎÂÅ Ú ) (3»ÎÂÅ Ê ) Ñ ± ÐÆ Ð (ILRS, International Laser Ranging Service) ± Ö Ajisai ßÜË (RMS) ÓÚ 3 cm, µ ß Ë Æ 40 cm ÇÆ ÆØ ¾Û Ajisai Ù ÜÆ 3 ÈØ Đ ÑÙ ÜÆ Ë Å Ó Ú 3. Ë x y z ͱ 3  ±º Å 100 m Å ßÎÒ Jason-1 Ë Ajisai» Ò Õ «Ü± Ù Ù ÜÆ ² ÉÕÀÄ Æ Ü± Ë «Ü ¹ ½ ²± ٠г ³± «Ý À Ý ÓÒ«Ô ÆµÔ «P123; «A 1 Å ½ Æ ÀÛ Ã»Ð ½ Å Û Ø Û [1]. Ø Û Æ± л» Æ Đ» GPS ßÔ º ÕÔ³ Ú³ º Ù [2]. Ý Û º Ø Û ¹Ì ½ Đ ± Î ¹È ½ Ô¾ Û Æ Å ½ ÛÆ»Ð Ï Ø Û ½ ÛÅ ³ÐÕ¾Ï Ü Õ ½ Û ½ Å ÐÊ ÜÊ ³ ¾ (º ) ˳à [3]. Ð ½Ã ÛÊ Ð GPS Û Ü Å (SLR, satellite laser ranging) ÛÊ Ï Á Ê Ü Ð Û Ñ ÕÄ Ê ³Ã Í É ß CSR (Center for Space Research) JAXA (Japan Aerospace Exploration Agency) Ù Å ÛÊ Í cm µçïý [4 5]. SLR ÞÊ ÊÅ Û Û Ï Å ÃÀ Ê Ê Î«ºÂÅÞ± ( ) sunmg@cho.ac.cn

2 154 Ú Å 53 ± º Å 40 cm Æ ½ Ø Û ³ Å(1) е Å Õ Ajisai Jason-1 ³ ÞÛ Ê Å ÞÊ ÊÅ Ê Ü Ì Ø Ø Û (2) Ü Ø Û Á µ (3) Ð Å 40 cm Å ½ Á ³ Ê ÒÔ Ê SLR ÞÊ µ ÁÑ Ø Û ÛÊ Û ¹Þ Ô Ê Á 2 ½ Û «ß 2.1 à (4) ÅÄÛ (5) Ø Û ÊÅ Ûº Ùà ± Û Å ¹ÐÙ 3 mag; Í ILRS Æ ÓÁ Í SLR «Á ¾ ÍÅß Å (JAXA) ¾Å Ajisai Ò ÅÅ 214 cm Õ Ö Æ Î½ Æ ½ Ê ¾ km, mag. ÒÕÆÅ Î «Å º Å Á Å ß ÛÕÊ ßß Ù ÞÛÊ ÈÃÛ Ajisai Å ÜÍß (NASA) ÍÍÅÆ É º (CNES) ¾Å Jason-1 Ò ÅÅ µñõ¾ km 4 5 mag. Õ Æ Ñ¹È ÃÛ Jason-1 ÊÅÓ 2 Á Ä Ajisai µ Í Å Ð¾² ²«º 3.3 Ð Jason-1 Ï 2.2 ÜÁ ÞÛÊ Ý Æ Ð Õ Á Ä Ë ÑĐÕÀ ¼ Å ( Ê Ê ÕÀ ¼ ). ÛÊ»ÐÝÙ¹ Î ß Ä È ½ Å ÛÊ Á Í Å n, ÀÐ Å y ki, ¾Å w ki, ÚÓ k ÊÚ º (RMS) óÃÅÅ n (w ki )(y ki ) 2 i=1 RMS k = n. (1) (w ki ) º ¾ ³ÃÅ [α i (α c ) ki ] cos(δ i ). ÑÅ ÙÐ ±Û POS min, Ü RMS k RMSP /RMS k ÙÐ ±Û (RMSP ź Ð «Ù RMS k+1 ), ³Ï Û Ùà ½Å À É 2.3 Đ»Ð Ä ÅÅ(1) Ñ ß (JGM3 Ñ ³ ); (2) ¾ (»Ð DE405/LE405 ³ÐÌ ); (3) Ö ß (IERS1996 È Wahr ); (4) ß (CSR3.0 ); (5) ÐÌÅÆ Ñ Æ ß (6) Í i=1

3 2 Î ÞÛ SLR ¹ Ì Ú Ý ¹ 155 Ä ß (7) º ß (8) Ñ ß (9) ºË RTN ß (10) n Ö ß (ÐÌ ). ÅÅ(1) Marini-Murray Î (2) Ajisai É (1.010 m); (3) Ö (4) ¾ ½ (5) ³ ½ (6) Ñ ½ ¼ ÅÅ(1) J Å ÕÑ Ä (2) Ì Å ITRF97; (3) É Å ITRF97; (4) IAU2000 (5) ß IERS ß (6) DE405/LE405 ³ 2.4 Ü ÃÆ ¾µ 10 ¾ µ Ajisai Å ÅÍ Ê ÞÛÊ É Å «3 d Ê Á Ù 1 cm Ü 3 d Á ¾ º ÙÐ ¾ º Ù Ó Š3σ ÛÊ Ï ³ 1 à ³ºÓ 2 Ð (obs) Ó 3 Ð (edited obs) µ³ãá Ó ˳ 1 ºÃ ÛÊ (CSR) º [6]. (RMS) Ï«2 3 cm ÒÙ 3 cm, ÛÊ Ï Þ Æ É º 1 Ajisai ¼ Ú Æ Ý Table 1 The RMS of orbit determination by the Ajisai SLR data Start time(utc) obs edited obs (RMS R)(m) (RMS T)(m) (RMS N)(m) RMS(m) R T N Ä Ì È Ç ÐÙØ Û Û Ì Æ ÐÌ Åº J ÅÕÅ Ý Ø Ì (ICRS) [7]. È Å Æ «Å º α c δ c, Ë Ï «Ì R c (x c, y c, z c ). Å ÞÛÊÃ Æ «Ñ J Ì º X j (x j, y j, z j ), «J Ì Å R sj (x sj, y sj, z sj ), R c (x c, y c, z c ) = X j (x j, y j, z j ) R sj (x sj, y sj, z sj ), (2) { αc = arctan(x c /y c ) δ c = arctan(z c /, (3) (x 2 c + yc)) 2 R sj (x sj, y sj, z sj ) Ã Ô «Ñ Ì º Ì R sb (x sb, y sb, z sb ) º ÐÂ Ú Öº ¼ [8].

4 156 Ú Å 53 3 Û Â «Ñ 3.1 Ö ½«(t i + τ) Å É Å Æ «t i ÅÅ ÈÏ Á ³ Å Å τ Ù R o /c, R o Å c ÅÅ Ð 2.5 Á ³ Ôº ÂÅ n (y i ) 2 i=1 σ = n 1, (4) à ² º º σ α σ δ, Á º Å σ = σα 2 + σδ 2. «Ó»Р3σ ÕÁ ²º ¹ ¾ y i ºÎÙ 3σ Á ÈÅ ÓÂ Ú Ï ³ 2 à 2 Ajisai ¼ ³ º Table 2 The external accord accuracy of the Ajisai celestial positioning data Start time(utc) Elapse time(s) obs edited obs σ α( ) σ δ ( ) σ( ) 2010/ 3/ / 3/ / 3/ / 3/ / 3/ / 3/ / 3/ / 3/ / 3/ / 3/ / 3/ / 3/ / 3/ / 3/ / 3/ / 3/ / 3/ / 3/ / 3/ / 3/ / 3/ / 3/ ³ 2 ºÓ 1 ÐÅ Ñ Á Å Ó 2 ÐÅ Ñ Á Đ (ÞÍÇÐÙ³ 3). ˳ 2 ºÃ º σ α σ δ «2 Ç Á º σ «3 Ç ß

5 2 Î ÞÛ SLR ¹ Ì Ú Ý ¹ Ö ÐÛÊ Á ¾ ³Ã Ð Å 40 cm Æ ½ Ajisai Ø Û ³ ÛÊ ÔÙ Å ÞÛÊÆÞ Á»Ð Ä ºÞ ÞÍ ¾µ 10 ¾ ³ Ä «ÛÊ Þ Î Ä Ê Đ ºË Ä Ï ³ 3 à ³ºÅ 1 ¾ÅÅ Û Í Ð 3 ÁÛ Û Á Í Ñ ÁÁ Í Ö (ÞÍÇÐÙ³ 2). ˳ 3 ºÃ º RMS α RMS δ Å 1 2, Á (RMS) Å 2 3, ÒÙ 3. 3 Ajisai ¼ ³ º Table 3 The internal accord accuracy of the Ajisai celestial positioning data Start time(utc) obs edited obs RMS α( ) RMS δ ( ) RMS( ) percent 2010/ 3/ % 2010/ 3/ % 2010/ 3/ % 2010/ 3/ % 2010/ 3/ % 2010/ 3/ % 2010/ 3/ % 2010/ 3/ % 2010/ 3/ % 2010/ 3/ % 2010/ 3/ % 2010/ 3/ % 2010/ 3/ % 2010/ 3/ % 2010/ 3/ % 2010/ 3/ % 2010/ 3/ % 2010/ 3/ % 2010/ 3/ % 2010/ 3/ % 2010/ 3/ % 2010/ 3/ % 3.3 ²¾ ¹Ü Å ÁÑÆ Á ÐØ Û ÉÛÊ Ê Ð Å ÞÛÊ (ÊÅ ) Ê ³ Å Ù (UTC) [9] ¼Ê Õ Ajisai Ø Û Ê 1 à (Ð + ³Ã). º Ì ÅÆ UTC À ³Í ÂÌ Å Ê «J Ì º ( Å m). ÞÍÑ Jason-1 « Ñ (pass) Ê Ä ÏµÃ «3 Jason-1 Å ÛÊ «10 20 cm Ç Ø Û 3. Jason-1 Ø Û Ê ÞÍ«

6 158 Ú Å 53 1 ºµÃ (Ð ³Ã). «1 ºÃ Ù Ajisai Jason-1, Ø Û ÛÊÊ x y z Ì 3 Đ ρ ÞÛÊÊ µ«100 m Đ 1 Ajisai (+) Jason-1 ( ) Ú Ý ÝÌ̹ Đ Fig.1 The accuracy of orbit determination by the celestial positioning data of Ajisai (+) and Jason-1 ( ) 3.4 Ø Ë³ 2 ³ 3 ºÃ Å Å Û Í «Ñ ¾ Ø Û Å ÃÑ Ø Û Û Ô ½ ÕÁ Æ Û Í 2 à º Ì ÅÛ ÂÌ ÅÁ º (MS α, MS δ ), ± Ë º Û º Ô 1 2 ± º 6 2, Ô 1 2 ± º 4 2 ; Ô 2 2 º 5 2, Ô 1 2 ± º 5 2. ÒµÆ Û Ô 6 3 Æ Æ ÐÕµ 4 Ç Ù Å 40 cm Æ Å ½ Ø Û Á ±Å (1) Å ºº σ α Å 2, º σ δ Å 2, Á º σ «3 (2) Å ºº RMS α Å 1 2, º RMS δ Å 1 2, Á º RMS 2 3, ÒÙ 3. Ø Û ÛÊÊ x y z Ì 3 «Á ¹ «100 m

7 2 Î ÞÛ SLR ¹ Ì Ú Ý ¹ 159 Đ 2 à ¹ ݲ ÖĐ Fig.2 The variation of mean square (MS) error vs the number of reference star (3) Ø Û Û Û ± ÏØÆ»Û ¹ À Å Û Í ÐÎ ( 30%), Û ÊÜ Ü ¾ Ã Õ Ñ ¹¼ÝÛ ÏµÃ ½«(3 ) Å Ù ÕÃ Ü Õ³ ºÔ¾ Æ Ò Ô ÐÅ Û ÊÅ Û ¾±» Õ Ï Å» Ø ¼É «Å ÞÛÊ Êº Ü ¾ [1] Þ ± ¼ ³ Ú»ÎÂÅ ÏÁ 2006: [2] ÔÇÑ ¼ Ç È ² Ú Ý»Î CN , [3] «ÓÑ Ú Ì Ý Î Á 2003: [4] Ó Ö Ì ÂÅÝ 2002, 47: 406 [5] ½ ĐÌ Ú Å 2003, 44: 55 [6] Ú Ê Þ Ï 2010, 7: 311 [7] Arias E F, Charlot P, Feissel M, et al. A&A, 1995, 303: 604 [8] ¼ ¹ Ì Ý Á 1995: [9] ÓÑ Ð Î Ú Å Ø ÏÅÁ 2006: 3-4

8 160 Ú Å 53 Analysis on the Accuracy of Celestial Positioning Based on the SLR Precise Orbit SUN Ming-guo 1 LIU Cheng-zhi 1 FAN Cun-bo 1 ZHAO Gang 1,2,3 LI Zhen-wei 1 LIANG Zhi-peng 1 (1 Changchun Observatory Of National Astronomical Observatories, Chinese Academy of Sciences, Changchun ) (2 Shanghai Observatory, Chinese Academy of Sciences, Shanghai ) (3 Graduate School of Chinese Academy of Sciences, Beijing ) ABSTRACT The precise orbit of the satellite Ajisai is derived from the normal point data of the satellite s laser ranging obtained from the International Laser Ranging Service (ILRS) with a RMS precision better than 3 centimeters. The accuracy of the celestial positioning data is analyzed based on the precise orbit, resulting an external accuracy of 3. The celestial positioning data is obtained by the 40 cm optical electric telescope in Changchun observatory. The internal accuracy estimated by the orbit determination solely using the celestial positioning data is better than 3. The accuracy of above orbit is better than 100 m in the J coordinate within the observation pass. The data analysis on Jason-1 by the same method yields a similar result as Ajisai. The analysis on the accuracy shows that less reference stars lead to worse celestial positioning accuracy. It is proposed that the proportion of observations with least reference stars can be one of the quality criteria. Key words analysis space vehicles, celestial mechanics: determination of orbit, methods: data