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行星际任务的轨道确定方法:Orbit14 软件的开发与使用

地球与行星天体物理 2022-01-05 v1 天体物理仪器与方法

摘要

近年来,新一代行星际空间任务被设计用于探索太阳系。与此同时,无线电科学仪器已达到前所未有的精度水平,显著提升了我们对天体的认知。伴随此次硬件升级,用于行星际任务的软件产品也被大幅精炼。在此背景下,我们介绍 Orbit14,一款由比萨大学开发的精密轨道确定软件,用于处理 BepiColombo 与 Juno 任务的无线电科学数据。多年来,许多工具已被实现于该软件中,Orbit14 积累了来自模拟与真实数据处理的经验。本文中,我们综述比萨大学为行星际任务无线电科学实验开发的轨道确定方法。我们描述参数估计过程的基本理论以及为完全掌控涉及距地球数百万公里航天器的实验所必需的精炼方法。我们的目标是既广泛描述无线电科学实验的处理,又为初涉空间任务轨道确定领域者提供逐步指引。我们还展示了借助 Orbit14 软件在 Juno 与 BepiColombo 任务上开展的工作。特别地,我们总结了近期由 Juno 引力实验获得的结果,以及迄今为 BepiColombo 的重力-自转与相对论实验所执行的模拟。

关键词

引用

@article{arxiv.2112.11385,
  title  = {Orbit determination methods for interplanetary missions: development and use of the Orbit14 software},
  author = {Giacomo Lari and Giulia Schettino and Daniele Serra and Giacomo Tommei},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2112.11385},
  year   = {2022}
}

备注

52 pages, 18 figures, Accepted for publication on Experimental Astronomy