赤道平面J2束缚轨道研究

摘要：

对近地航天器有显著影响的J2项摄动势函数是轴对称的.而当航天器的轨道倾角为零时,J2项势函数由轴对称退化为球对称.本文从能量的角度来研究近地航天器J2束缚轨道特性.通过引入“势能井”的概念,证明了J2项势函数作用下,赤道平面内存在两类束缚轨道:环形束缚轨道与圆形封闭轨道.根据总能量与有效势的关系,分析了形成这两类J2束缚轨道的条件.利用球对称势的周期性理论,借助椭圆积分推导了环形J2轨道径向周期、周向周期和向径的表达式,以及圆形J2轨道的周期和角速度.分析了圆形封闭轨道的稳定性,以及受到小扰动后向径的演化规律.最后探讨了这两类J2束缚轨道潜在的应用.

关键词：球对称势、赤道平面、J2项摄动、束缚轨道、周期轨道、椭圆积分

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资助基金：国家自然科学基金11072194;航天飞行动力学技术重点实验室开放基金2012afd1021

在线出版日期：2014-03-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：309-317