Введение к работе
Актуальность темьи Интенсішное развитие в последіпіе десятилетия численных методов в небесной механике и, в частности, в спутниковой динамике связано, в основном, с двумя обстоятельствами. Во-первых, технический прогресс в области астрономических наблюдений и космических исследовагаш позволил существенно повысить точность наблюдения естественных и искусственных небесных тел, что, в свою очередь, способствовало повьгаїеіппо требовашш к точности алгоритмов вычисления их эфемерид. Во-вторых, постоянно растущая производительность компьютеров позволяет реалпзовывать все более точные и сложные численные алгоритмы. Однако, ввиду сложности математических моделей физических сил, действующих на спутник, затраты времени при численном построении и улучшении орбит ИСЗ остаются значительными даже при использованші современных компьютеров. Поэтому проблема оптимизации численных алгоритмов в смысле их быстродействия и сокращения затрат компьютерной памяти, с одновременным повышением их точности, является на сегодняшний день одной из наиболее актуальных.
Целью работы являюсь:
- Анализ существующих математических моделей возмущающих сил гравитационной природы (несферичность геопотенциала, притяжение Луны и Солнца, приливные вариации геопотенциала) и методов их вычисления в рамках высокоточных численных теорий движешія ИСЗ с точки зрения возможности улучшения характеристик используемых алгоритмов.
Создание более совершенных численных методов и алгоритмов ди учета вышеупомянутых возмущений при построении орбит ИС' различных классов; разработка рекомсндащш по их оптимальном; использованию.
Разработка программ, реализующих новые методы и алгоритмы і рамках единого программно-алгоритмического комплекса дт численного интегрирования орбит ИСЗ.
Научная новизна. В диссертации получены следующие новы результаты:
1. Разработан новый алгоритм вычисления гравитащюнноп
потенциала Земли и его производных по сферическим і
прямоугольным координатам на основе "столбцовой" рекурренгноі
процедуры с оптимальной нормировкой сферических функцій:
позволяющий учитывать гармоники высоких степеней и порядков.
2. Для вычисления возмущений от небесных тел на движение ИС
разработана методика оценки точности и выбора параметро
построешія специализированных численных эфемерид Луны
Солнца, оптимальных по точности и компактности, на баз
математической теории движения тел Солнечной системь
создаваемой в ИТА. Сделаны оценки эффективности использовани
этих эфемерид в спутниковых численных теориях.
3. Современные модели земных и океанических- прилив о
модифицированы с целью возможности их применения в рамка
новых алгоритмов сферического синтеза.
-
На основе серии численных экспериментов выработаны рекомендации по определению оптимальных параметров созданного v в ИТА интегратора INCH для построения орбит ИСЗ различных типов.
-
Для компактного представления численных эфемерид ИСЗ различных типов модифицирован алгоритм чебышевской полиномиальной аппроксимации и определены его оптимальные параметры, обеспечивающие необходпм\то точность и компактность аппрокспмащш.
Научная и практическая ценность. Разработано программно-алгоритмическое обеспечение, позволяющее строить более эффективные, с точки зрения точности, компактности и быстродепствия, численные теории движения ИСЗ. Оно может быть использовано при решении задач прогнозирования и улучшения орбит ИСЗ различных типов. Программная реализация алгоритма вычисления производных от геопотенциала и представления в полиномиальном виде спутниковых эфемерид были использованы в ходе выполнения хоздоговорных НИР с рядом научно-исследовательских организаций, в частности ГАИШ МГУ, ИПК РАН. НПО "Вымпел" и НПО "Азимут".
Апробация работы. Результаты выполненных исследований пределавлялись на следующих конференциях и совещаниях:
Всесоюзное совещание "А.тгоритмическое и программное обеспечение теорий движения ИСЗ" (Ленинград, 17-19 апреля 1990г.). - 2-ая Всесоюзная школа-семинар "Динамика механических систем" (Томск, нюнь 1990).
XVII Межотраслевая научно-техническая конференцій посвященная памяти Н.Н.Острякова (Ленинград, 4-6 декабря 1990).
- Всесоюзное совещание "Компьютерные методы небесной механики'
(С.-Петербург, 18-21 ноября 1991).
Международное совещание "Современные методы физическої геодезші, спутниковой геодинамики и астронавигации" (С. Петербург, 3-6 марта 1992).
XX Генеральная ассамблея Международного геодезического і геофизического союза (Вена, 11-24 августа 1991).
Комплексная конференция с международным участие.\ "Организация программ наблюдений высокоорбитальных спутникої Земли н небесных тел Солнечной системы" (С.-Петербург, 21-2( сентября 1992).
Всероссийское совещание с международным участие). "Компьютерные методы небесной механики" (С.-Петербург, 24-2( ноября 1992).
Международная конференция "Динамика и астрометрії естественных и искусственных небесных тел" (Познань, 13-1 сентября 1993).
Международная конференция "Современные проблемі теоретической астрономии" (С.-Петербург, 20-24 июня 1994).
научные семинары Отдела математических методов небесної механики ИТА РАН (1989-1995).
научном семинаре Совета по небесной механике ГАИШ МП (апрель 1995).
Диссертация была представлена на Ученом Совете Институт теоретической астрономии РАН 21 апреля 1995г.
Публикации. Основное содержание диссертации изложено в семи публикациях.
Объем и структура диссертации. Диссертация обьемом 131 страницы, состоит из Введения, 5 глав, Заключения и списка цитируемой литературы, включающего 117 наименований.
