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人造地球卫星轨道预报作为航天领域中一项重要技术,其预报精度及速度在卫星轨道设计/优化、精密定轨、自主定轨和航天任务执行过程中起着至关重要的作用。人造地球卫星轨道预报是通过分析卫星的受力情况,建立卫星轨道动力学方程,继而通过求解该方程得到卫星任意时刻的位置/速度或轨道根数的过程。轨道运动方程的求解方式决定着最终卫星轨道预报性能的优劣,寻求计算精度更高,速度更快,且稳定的轨道积分算法是研究人员不断追求的目标。本文主要针对快速轨道预报算法开展工作。首先,分析地球非球形引力、日月引力、太阳辐射压、大气阻力等摄动因素,建立卫星摄动力模型。 其次,对 RK4(fourth order Runge-Kutta)、RKF4(5)(fourth-fifth orderRunge-Kutta-Fehlberg)、BS(Bulirsch-Stoer)、A-C (Adams-Cowell)等经典数值积分方法用于轨道预报的性能进行仿真,对其精度和计算速度进行分析比对。最后,引入了一种快速的卫星轨道预报方法——乘法保辛摄动方法,并在不同类型轨道下对其性能进行了仿真验证。从计算精度上看,对于大步长递推,RK4、A-C (12阶)等方法随着积分步长的增大精度明显降低,RK8方法随积分步长增加精度亦有所降低,而乘法保辛摄动方法对积分步长的影响不敏感,可实现大时间步长的高精度轨道递推,且计算精度优于RK8。从计算速度上看,一方面,乘法保辛摄动方法采用大积分步长的轨道递推可有效减小运算时间;另一方面,以相同时间步长进行递推,该算法计算速度比RK8快2～3倍。