空间环境是复杂多变的,研究和观测均表明,高层大气的结构和变化主要受太阳辐射和地磁活动的影响。太阳活动水平的射电辐射流量F10.7是目前最常用的太阳活动指数之一,用来表征太阳对热层大气的加热效应。地磁活动指数AP表示一天之内太阳粒子辐射对地磁场扰动的平均情况。同时,两指数也是常用的热层大气密度模式的输人量。依据地磁指数和射电辐射流量指数F10.7把复杂变化的空间环境简要地分为四类所示,分别称为00型,O1型,10型和11型空间环境,如表1所示。
1 分类及频次分析
对1976年至今的近4个太阳活动周的空间环境按上述规则进行分类并分析频次,如表2所示。由表2中的统计数据看,近4个太阳活动周01型,10型,11型事件比例均呈下降趋势.
第21- 24太阳活动周各类型事件比例均值分布如图1所示,分别为64.81%、 2.04%、31.02%和2.13%。
2 计算过程
选取轨道高度约350 km的天宫一号为试验日标,以星载单频GP5数据作为测量数据和参考轨道,进行轨道确定和预报误差分析[4,。通过GP5轨道数据中的位置矢量:,建立测量方程如式(1):
然后将测量方程线性化,在参考状态量X处展开,略去高阶项,即得到条件方程如式(2);
式中:y = r0一rc是残差,r0,rc分别为位置矢量测量值和计算值,ε是测量随机差;状态量X包含位置、速度矢量和阻力系数,即X = X(r,v,Cd) ;x=X。一X*= X。k一X。k-1为待估状态量在迭代过程中的修正量;G是相应的m * n维高矩阵,m是N个测量数据对应的维数,n则是待估状态量的维数,通常情况下m远大于n,充分利用测量数据统计信息。
轨道确定中,均使用1d弧长定轨同时解算阻力系数Cd,轨道预报3d,统计位置预报误差。