利用Clenshaw求和的球谐函数变换快速计算轨道扰动引力

"球谐函数变换快速计算扰动引力 (2013年)" 这篇论文主要探讨了在航天器轨道计算中快速有效地计算扰动引力的方法。传统的轨道计算方法在处理地球重力场的扰动时，面临计算量大和数据存储需求高的问题。球谐函数变换是一种常用的解决手段，它通过球谐函数模型来描述地球重力场，但这种模型的计算复杂度高，尤其是勒让德函数和三角函数的计算，同时需要存储大量的系数。 论文提出了一种改进的球谐函数变换方法，结合新极下轨道的特性，引入了Clenshaw求和算法。Clenshaw求和是一种优化的数值积分方法，能够高效地处理多项式求和，显著减少了计算时间。在新的坐标系统下，由于轨道的纬度保持不变，这种方法能够更有效地计算扰动引力。 理论分析和模拟试验结果显示，改进的球谐函数变换方法相比于传统方法，计算速度提高了100倍，所需存储的数据量仅为传统方法的3%。这在航天器轨道定轨和地球重力场模型的应用中具有重要意义，因为它能显著提升计算效率，同时降低了对存储资源的需求，使得更高阶次的重力场模型得以实现。 关键词涉及到的领域包括：扰动引力的计算，Clenshaw求和算法的应用，球谐函数在地球重力场模型中的作用，以及坐标变换（极点变换）对计算效率的影响。根据中图法分类号P223，我们可以推断这篇论文属于大地测量学或地球物理学的范畴。 这篇2013年的论文贡献了一种创新的计算策略，通过结合球谐函数变换和Clenshaw求和，解决了地球重力场模型计算中的速度与存储问题，为航天器轨道动力学研究提供了重要的技术支持。