基于空间任务跟踪数据的时空动力学估计

许多可从空间任务跟踪数据估计的物理参数同时影响观测者的平移动力学和固有时率。这些不同的固有时率导致了时间传递观测量超出由其平移（和旋转）动力学所引起的变率。随着（行星际）转发器激光测距的近期实施，这些效应将变得日益重要，需要重新评估使用先验时间星历的通用数据分析实践，这是本文的目标。我们开发了一个用于同时估计观测者初始平移状态和初始固有时长的框架，旨在促进来自携带高精度时钟和跟踪设备的下一代空间任务的稳健跟踪数据分析。使用我们的方法，物理参数对平移和时动力学的影响在分析中处于同一层次考虑，并且两者特征间的相互关联被自动识别。我们使用提出的方法对从地面站到火星和汞着陆器的模拟激光数据进行协方差分析。对于火星着陆器模拟，使用四年跟踪数据，我们发现同时时空动力学估计与经典分析技术（带先验时间星历）之间的形式误差和相关系数差异约为0.1%。对于汞着陆器，在1个月任务中这一差异升至约1%，在4年任务中升至约10%。通过蒙特卡洛模拟，我们发现使用具有代表性精度的先验时间星历来处高精度激光时间传递数据将导致估计误差高出形式误差数个数量级。