闭环仿真下GRACE类卫星可部署太阳能板的评估
地球物理
2025-03-28 v1
摘要
未来的卫星引力测量任务旨在超越CHAMP、GOCE、GRACE和GRACE-FO的性能，以满足日益增长的科学和运营需求。这些任务将集成先进技术，包括光学和量子加速度计、高精度星间激光测距和微牛顿电推力器。然而，传感器和推进系统的能源需求增加，要求更大的太阳能板，但受有效载荷质量和发射器限制。本研究通过闭环仿真评估了修改后的卫星形状对重力场恢复（GFR）的影响。分析了五种卫星配置：标准形状和在卫星本体顶部和底部安装单侧和双侧太阳能板的 variations，每种配置都采用不同的有限元模型和惯性矩。轨道仿真考虑了非球形静止引力和时变非引力势。评估了简化的引力参考传感器（SGRS）搭载光学干涉仪试验质量位移读出器的性能。空气阻力系数是由多种因素影响的复杂参数，取值从2.25（标准）到4.5（双面）。排除时变重力背景模型以隔离仪器性能效应。以谱域评估重力模型，使用球谐系数差的度数均方根（Degree RMS）进行评估。配置之间的差异主要源于卫星横截面积导致的SGRS作动噪声差异。在不同阻力系数下，双面配置残差在谱域中的收敛性确认了SGRS性能在GFR准确性中的主导作用。
引用
@article{arxiv.2503.21651,
title = {Evaluation of Deployable Solar Panels on GRACE-like Satellites by Closed-Loop Simulations},
author = {Andreas Leipner and Alexey Kupriyanov and Arthur Reis and Annike Knabe and Manuel Schilling and Vitali Müller and Matthias Weigelt and Jürgen Müller and Meike List},
journal= {arXiv preprint arXiv:2503.21651},
year = {2025}
}