J2摄动对卫星编队飞行相对轨道的关键影响

本文探讨了"摄动对编队飞行卫星相对轨道构形的影响"这一主题，主要针对J2摄动对卫星编队飞行动态的影响进行了深入研究。该研究采用了相对轨道根数法作为分析工具，这是一种在航天器飞行力学领域常见的数学模型，用于描述卫星轨道的几何特性。论文发表于2004年，刊载于《清华大学学报（自然科学版）》上，具有较高的学术价值。 J2摄动，源自地球引力场的第二级修正，对于地球附近的卫星运动有显著影响。研究发现，这种摄动可以导致卫星编队飞行中的相对轨道构形发生两种主要变化：转动和漂移。转动是指轨道的旋转，这通常发生在主星（主导卫星）和从星（跟随卫星）的偏心率不相同时，因为偏心率差异会影响卫星的椭圆轨道形状，从而引发相对轨道的旋转。 另一方面，漂移则是指轨道的平移，当主、从星之间的轨道倾角、近地点幅角以及近地点时刻都不相同时，J2摄动会引起轨道位置的长期改变。这些差异反映了卫星轨道参数的多样性，它们共同决定了摄动对编队飞行轨道稳定性的影响程度。 通过对这些关键参数的细致分析，研究人员利用高精度的数值仿真技术，模拟并量化了摄动的实际效果，提供了实证依据。论文的作者李俊峰、孟鑫、高云峰和李响来自清华大学工程力学系，他们基于国家自然科学基金和高等学校博士学科点基金的支持，对这一问题进行了深入研究。 这篇文章不仅揭示了J2摄动如何影响编队飞行卫星的相对轨道构形，还为卫星轨道设计、编队控制策略以及航天任务规划提供了重要的理论基础，对于确保卫星编队在复杂空间环境下的稳定运行具有实际意义。