互近似解析框架——推导及其在木星卫星中的应用
地球与行星天体物理
2023-08-01 v1 天体物理仪器与方法
摘要
两颗卫星在天球平面上的视近距离相遇称为互近似，已被提出作为一种不同类型的天体测量观测以精化卫星星历。主要观测量为近距离相遇的中心时刻，其优点是不受任何尺度与定向误差影响。然而，目前尚无这些中心时刻偏导数的解析公式，只能采用数值方法或替代观测量（如视距离的偏导数）。为填补这一空白，本文发展了将中心时刻作为直接观测量纳入星历估计的解析方法，并评估了所得解的质量。为此，我们以木星伽利略卫星为测试用例，通过协方差分析比较了使用两类观测量（中心时刻与替代观测量）所得的估计解。在大多数情况下，替代观测量可与中心时刻等效。然而，要使两类观测量之间获得一致的解，需根据每次互近似的特征对各个替代观测量进行精确加权。在此情况下，与替代观测量解相比，使用中心时刻仍可使径向与法向（RSW坐标系）的形式误差减小10–20%。对于具有低碰撞参数和大碰撞速度的互近似，这一改善更为显著。因此，在这两类观测量之间作选择需基于可用观测的特征进行审慎评估。相较于替代观测量，使用中心时刻可确保状态估计充分利用互近似所编码的信息，这在某些应用中是值得追求的。
引用
@article{arxiv.2307.15976,
title = {Analytical framework for mutual approximations -- Derivation and application to Jovian satellites},
author = {M. Fayolle and D. Dirkx and P. N. A. M. Visser and V. Lainey},
journal= {arXiv preprint arXiv:2307.15976},
year = {2023}
}