Реализовать сферическое гармоническое представление планетарной гравитации
Аэрокосмический блок/Среда/Гравитация
Блок модели сферической гармонической гравитации реализует математическое представление сферической гармонической планетарной гравитации на основе планетарного гравитационного потенциала. Он обеспечивает удобный способ описания гравитационного поля планеты вне её поверхности в сферическом гармоническом расширении.
Сферические гармоники можно использовать для изменения величины и направления сферической гравитации (-GM/r2). Наиболее значимым или наибольшим сферическим гармоническим членом является зональная гармоника второй степени, J2, на которую приходится косость планеты.
Используйте этот блок, если требуется получить более точные значения силы тяжести, чем сферические модели силы тяжести. Например, применение в условиях, не связанных с полетом в атмосфере, может потребовать более высокой точности.
Блок исключает центробежные эффекты планетарного вращения и эффекты прецессирующей системы отсчета.
Модель сферической гармонической гравитации действительна для радиальных положений, превышающих экваториальный радиус планеты. Незначительные ошибки могут возникнуть для радиальных положений вблизи или у планетарной поверхности. Модель сферической гармонической гравитации недопустима для радиальных положений, меньших, чем планетарная поверхность.
Блок сферической гармонической гравитации работает в системе координат фиксированного кадра для центральных тел:
Земля - система координат с фиксированным кадром представляет собой систему координат с фиксированным земным ядром (ECEF).
Луна - система координат фиксированного кадра является системой главной оси (PA), ориентация определяется планетарной эфемеридной DE403 JPL.
Марс - система координат фиксированного кадра определяется направлениями полюсов вращения и простых меридианов, определенных в [14].
[1] Готлиб, Роберт Г., «Быстрая гравитация, гравитационные части, нормализованная гравитация, гравитационный градиентный крутящий момент и магнитное поле: деривация, код и данные». NASA-CR-188243. Хьюстон, Техас: Космический центр им. Линдона Джонсона НАСА, февраль 1993 года.
[2] Вальядо, Давид. Основы астродинамики и приложений. Нью-Йорк: Макгроу-Хилл, 1997.
[3] «Всемирная геодезическая система Министерства обороны 1984, ее определение и связь с местными геодезическими системами». NIMA TR8350.2.
[4] Коноплив, А.С., У. Асмар, Э. Карранза, У.Л. Шьогрен и Д.Н. Юань. «Недавние гравитационные модели в результате миссии лунного старателя», Икар, 150, № 1 (2001): 1-18.
[5] Lemoine, F. G., Д. Э. Смит, D.D. Роулендс, М. Т. Цубер, Г. А. Нейман и Д. С. Чинн. «Усовершенствованное решение гравитационного поля Марса (GMM-2B) от Mars Global Surveyor». Журнал геофизических исследований 106, np E10 (25 октября 2001): pp 23359-23376.
[6] Кеньон С., Дж. Фактор, Н. Павлис и С. Холмс. «К следующей гравитационной модели Земли.» Общество геофизиков-разведчиков 77-е ежегодное собрание, Сан-Антонио, Техас, 23-28 сентября 2007 года.
[7] Павлис, Н.К., С.А. Холмс, С.К. Кеньон и Дж. К. Фактор, «Гравитационная модель Земли до степени 2160: EGM2008.» Представлен на Генеральной ассамблее Европейского союза наук о Земле 2008 года, Вена, Австрия, 13-18 апреля 2008 года.
[8] Грубер, Т. и А. Кёль. «Проверка области силы тяжести EGM2008 с выравниванием GPS и океанографическими исследованиями». Представлен на Международном симпозиуме МАГ по гравитации, геоиду и наблюдению Земли 2008, Ханья, Греция, 23-27 июня 2008 года.
[9] Förste, C., Flechtner et al., «Средняя модель глобального гравитационного поля из комбинации данных о полетах спутников и альтиметрии/гравметрии поверхности - EIGEN-GL04C.» Тезисы геофизических исследований 8, 03462, 2006.
[10] Хилл, К. А. «Автономная навигация на орбитах точек либрации». Докторская диссертация, Колорадский университет, Боулдер. 2007.
[11] Коломбо, Оскар Л. «Численные методы гармонического анализа на сфере». Доклады Департамента геодезических наук, Доклад № 310, Университет штата Огайо, Колумбус, ок., март 1981 года.
[12] Коломбо, Оскар Л. «Глобальное картирование гравитации двумя спутниками». Нидерландская геодезическая комиссия 7, № 3, Делфт, Нидерланды, 1984., Отчеты отдела геодезических наук. Отчет № 310. Колумб: Университет штата Огайо, март 1981 года.
[13] Джонс, Брэндон А. «Эффективные модели оценки и оценки гравитационного поля». Докторская диссертация, Колорадский университет, Боулдер. 2010.
[14] Доклад Рабочей группы МАС/МАГ по картографическим координатам и элементам ротации: 1991 год.