国际月球参考框架的定义与实现
地球与行星天体物理
2025-10-20 v1 天体物理仪器与方法
摘要
所有未来的月球任务都需要定义月球参考系并以月球参考框架的形式实现，以确保定位、导航、制图和授时产品的一致性。本文定义了月球参考系（LRS）的原点、定向和尺度，并提供了国际月球参考框架（ILRF）首次实现的数值解。ILRF被定义为主轴（PA）系统，附着于月球表面并与月球共转，其原点位于月球质心（lunocenter）。ILRF的实现基于对三个月球历表解（INPOP21a、DE430和EPM2021）的方差分量估计，这些解涉及月球质心位置序列和旋转欧拉角——岁差、章动和自转。该解从1970年月球激光测距（LLR）数据覆盖的时期开始有效，并外推至2052年，以满足未来月球任务的ILRF实现需求。结果：组合ILRF在2010-2030年期间的特征是平均误差为17.6厘米，其中15.3厘米来自原点实现，8.6厘米来自定向实现。原点实现的误差主要由后向反射器网络几何结构不佳引起，导致PA中尺度与月球质心X分量之间存在高度相关性。在ILRF中，对于性能最佳的LLR站，LLR拟合后残差的单程距离标准差水平为2-3厘米。ILRF与PA中其他参考框架实现之间的变换平均误差约为3厘米，而与DE421平均地球框架的变换平均误差为5厘米。
引用
@article{arxiv.2510.15484,
title = {Definition and Realization of the International Lunar Reference Frame},
author = {Krzysztof Sośnica and Agnès Fienga and Dmitry Pavlov and Nicolas Rambaux and Radosław Zajdel},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.15484},
year = {2025}
}