/
Текст
2. МОДЕЛЬ ДВИЖЕНИЯ ВЫСОКОАПОГЕЙНОГО ИСЗ
Дифференциальные, уравнения движения высокоапогейного ИСЗ в
инерциальной геоцентрической системе прямоугольных координат
среднего равноденствия и среднего геоэкватора стандартной эпохи
J2000 имеют вид
2. Д _ 7 _
г = V. v = - g-3 + aG + ам + as + а^
Здесь точкой обозначено дифференцирование по времени t в названной
системе координат. F и v - геоцентрические радиус-вектор и
скорость спутника. г=|7|, ge - гравитационный параметр Земли, aQ.
®М’ ®S’ ®SP~ возмУШа’ошяе ускорения, создаваемые соответственно,
нецентральиостыо поля тяготении Земли, Луной, Солнцем и прямым
солнечным излучением. Для возмущающих ускорений приняты следующие
выражения.
Ускорение, обусловленное второй зональной гармоникой
геопотенциала. -
Зи JjA 5(7^)* 1
aG = -у-£[ —* г - ?]
где Re и J2 - экваториальный радиус и динамический коэффициент
формы Земли, К - орт направления "Земля-Северный полюс мира".
Ускорение, обусловленное гравитационным влиянием Солнца. -
_ I
as = - 7]> s = -S . rs = I'si-
's rs
Здесь gj и 7S - гравитационный параметр и геоцентрический
радиус-вектор Солнца. Выражение для as записано в приближении
Хилла.
Ускорение, вызванное гравитационным влиянием Луны, -
вМ "
где и гм - гравитационный параметр и геоцентрический
rtf))
- 5 -
радиус-вектор Луны.
Ускорение, создаваемое прямым солнечным излучением, -
kS Р„а2
«sp = - -JSZTT<7s - 7>
mA
Здесь P0 = 4.65* 10“6 Н/м2— давление солнечного света на орбите
Земли, S^, гл - площадь поперечного миделева сечения [ш2] и масса
КА [кг], а - большая полуось земной орбиты, к - коэффициент,
зависящий от характера отражения света и от распределения
теплового излучения по поверхности КА (при полном зеркальном
отражении или полном поглощении световой энергии и равномерном
распределении теплового излучения по всей поверхности КА к=1, при
полном диффузном или частичном диффузном отражении и при полном
отсутствии теплообмена к=1.44 [1]), A2=(xs-x)2+(ys-y)2+(zs-i)2.
Для ряда проектов высокоапогейных ИСЗ учет возмущающего
ускорении от прямого солнечного излучении не производится, так как
предъявляемые требования к точности определения положения КА
значительно ниже накапливаемой погрешности от светового давления.
Его предпочтительно учитывать в случаях, когда эта точность не
выше 20-30 км в перигее (несмотря на значительность ~ 4 т. массы
аппаратов). Для этих же случаев на этапе раскрутки орбиты
целесообразно учитывать члены 2—4 порядков в разложении
геопотенциала в ряд по сферическим функция^.
Значение пертурбационной функции Р, обусловленной
несфернчностью центрального тела, в заданной точке пространства,
определенной радиусом-вектором КА в жестко связанной с вращающимся
центральным телом прямоугольной системе координат (х,у.х),
определяется формулой
р *. Z11 ku4 * vJ
k-1 j-0L J
где Me.Re - гравитационный параметр и экваториальный радиус
центрального тела (Земли); ^.S^. - безразмерные численные
коэффн- циенты (стоксовы параметры), характеризующие
гравитационную струк- туру центрального тела (Земли); п - порядок
принятой усеченной мо- дели гравитационного поля центрального тела
и описанной исходными
"1
- 6 -
ковстантамн Me.Re н сферическими гармониками Ckj,Sk.; ^kj’^kj -
вещественные сферические функции рекуррентного алгоритма Каннинге-
ма в обработке В.А.Брумберга [2].
Общее выражение для вектора возмущающего гравитационного
ускорения, обусловленного несферичностыо центрального тела
(Земли), в той же точке пространства имеет вид
5g “ 57 ° Г [С“Й + М VJ’
k-1 j=0
В случае, если система координат совпадает с центром тяжести
центрального тела, то суммирование по к начинается со значения
к=2.
Рекуррентный процесс для вычисления значений вещественных
сферических функций Vk- и их производных по координатам x,y,z
описывается следующей группой однотипных формул [2].
IL. = Vn- = О, U.. = V = О при j > к,
00 г 00 kj kj г *
[Uk+I.k+ll _ 2к+1Г [ Ukkl Г Vkkll
VkHJ I I vkJ yl uJJ’
Г 4t+lj| = 2k+l.z Г Ukjl _ k+j ,1 Г Uk-l.jl
l Vk+J k‘i+l VJ k-i+l Vk-J
- 7 -
В правых частях для производных при j=0 делается замена
(k+2)(k+l)f Uk+, -,l = [ Uk+,11
I Vk+1,-P I Vk+1,F
Необходимые для их определения значения U.V насчитываются до (п+1)
порядка включительно.
Сферические гармоники C^S^ для ряда моделей с целью простоты
сравнении коэффициентов принято выражать в нормированном виде
Ck-,Skj. Связь между нормированными Ck-tSk. и ненормированными
Ckj,Skj осуществляется формулой
Ckj = rkjCkj’ Skj = rkjSkj
где rkj - коэффициент нормировки, вычисляемый по формуле
1
_ г ek(2k+l)(k-j)l -|2 ек=1 при j=0,
*• (к+j)! * ек=2 при j*0.
Необходимые для расчета правых частей дифференциальных
уравнений движения высокоапогейиого ИСЗ положения Луны и Солнца в
инерциальной геоцентрической и геоэкваториальной системе
примоугольных координат среднего равноденствия стандартной эпохи
J2000 вычисляются из интерполировании на заданный момент ТОТ
земного динамического времени унифицированных таблиц файла
JPL-эфемерид DE200/LE062.
Расчеты астрономических шкал времени, прецессии и нутации
проводятся согласно утвержденным МАС и введенным в действие с 1984
г. новым теориим прецессии И нутации. Подробный список литературы
по этому вопросу и некоторые методические рекомендации приведены в
работе [3].
3. о КОНСТАНТАХ
При проведении научно-производственных расчетов выбор
согласованно принятых и единых динамических констант
интегрирования является очевидным. Так, например, отличие лишь в ц
Земли на 0.01 км3/сек2> при интегрировании на интервале 1 мес.
приведет к рассогласованию до десятка км в радиус-векторе КА.
- 8 -
Поэтому в качестве основной модели геопотенциала принята
рекомендованная международной лабораторией IERS [4] для
прецизионного проекта РАДИОАСТРОН усеченная до 17-го порядка
модель GEM-T2 [5]. IERS рекомендует [4] нулевые значения
нормированных коэффициентов ^2Г^21 м°Дели GEM—Т2 заменить
следующими нормированными значениями
CRIERS) = -0.17D-9, S21(IERS) = 1.190-9,
улучшающими совмещение средней осн вращения Земли с осью вращения
Гринвической системы координат.
Значения гравитационных параметров Земли, Луны и Солнца приняты
также согласно данным рекомендациям IERS [4] для проекта
РАДИОАСТРОН. Эти значения несколько отличаются от динамических
констант численной теории JPL-эфемернд DE200/LE062, приводимых в
следующем разделе.
Ниже приведены рекомендуемые IERS-значения [4] экваториального
радиуса Земли RE [км] и гравитационные параметры Земли GE, Луны GM
н Солнца GS [км3/сек* 2 3 4 5].
RE = .637813600+04
GE = .398600440+06
GM = .490279900+04
GS = .132712440+12
Следующая таблица содержит нормированные C,S и ненормированные
C.S значения сферических гармоник геопотенциала модели GEM-T2 [5]
до 12-го порядка включительно. Нормированные коэффициенты
вычислены согласно приведенной выше формуле.
С S С S
П ГП nm nm nm । nm
2 0 —.48416530D-03 -.108262650-02 ' J
2 1 —. 17000000D-09 .119000000-08 -.219469060-09 .153628340-08
2 2 .243900670-05.-. 14000870D-05 .15743721 0-05 -.90375227D-06
3 0 .9570331 ID-06 .253207160-05
3 1 .203075240-05 . 249602660-06 .219346330-05 . 26960169D-06
3 2 .903539150-06 -.61898576D-06 .30861737D-O6 -.21142389D-06
3 3 .721507320-06 .141372520-05 .10060939D-06 .197134560-06
4 0 .539907770-06 .16197233D-O5
4 1 -.535255750-06 -.474133220-06 -.50778819D-06 -.44980227D-06
4 2 .348259560-06 . 66402365D-06 .778732050-07 .148480200-06
4 3 .99131081 0-06 -.201428850-06 .592421520-07 -. 12037676D-07
4 4 -.18936775D-06 . 308968020-06 -.400112400-08 . 65281409D-08
5 0 .68688331D-07 .227813420-06
5 1 -.607595260-07 -.950258300-07 -.520313500-07 -.81375259D-07
5 2 .656080000-06 -.324129780-06 .10617652D-06 -.52455452D-07
5 3 -.45185048D-06 -.21707107D-06 -.149265980-07 -.71708068D-08
- 9 -
5 4 -.29504971D-06 .51356O76D-O7 -.229733860-08 .39987261 0-09
5 5 .1719O752D-O6 -. 66905926D-06 .423277030-09 -.16473824 0-08
6 0 -.149609210-06 -.539423680-06
6 1 -.771404510-07 .253197210-07 -.606937820-07 19921450007
6 2 .52446631D-07 -.37524337D-06 .652453600-08 -.466815280-07
6 3 .584153980-07 .687824570-08 .121117840-08 .142612790-09
6 4 —.88826681D-07 -.471125510-06 -.336251000-09 —.178343290-08
6 5 —.26608318D-06 -. 536883020-06 -.214746570-09 -.433299800-09
6 6 .96977647D-08 -.236965730-06 .225938290-11 —.55208219D-10
7 0 .90084749D-07 .348896730-06 .г-»
7 1 .28185033D-06 .96226629D-O7 .206293320-06 .704306810-07
7 2 .32097572D-06 .95694116D-07 .319699470-07 .953136210-08
7 3 .25239511D-06 -.209599790-06 .355521340-08 -.29524026D-08
7 4 —.27424825D-06 - 12419677D-06 -.582374380-09 -.263735560-09
7 5 - .102032980-09 .196941960-07 - .361116820-13 .69702026D-11
7 6 —.35855234D-06 .151587610-06 —.248870280-10 10521658D-10
7 7 —.14861559D-08 .25282302D-07 -.27568988D-13 46900024D-12
8 0 .48383480D-07 .199490200-06
8 1 .24572133D-O7 .584481810-07 .16885583D-07 .401646710-07
8 2 .69506807D-07 .672987890-07 . 570888810-08 .552753420-08
8 3 -.16565131D-07 -.87073521D-07 —.167473890-09 -880315460-09
8 4 -.243104390-06 . 670170550-07 -.317299510-09 87470566D-10
8 5 - .236439460-07 .871454790-07 —.427951830-11 .15773199D-10
8 6 -.64860212D-07 .31015485D-06 -.181145960-11 86622130D-11
8 7 68906444D-07 .747228750-07 35135771D-12 .38101601D-12
8 8 - .121439920-06 .120661910-06 —. 15480719D-12 . 153815410-12
9 0 .284403340-07 .123968540-06
9 1 .142112550-06 .25365458D-07 .923427870-07 . 16482127 0-07
9 2 .284926030-07 -34982892D-O7 . 197361000-08 -.242317580-08
9 3 -.161307700-06 -.85673561D-07 -.121911500-08 -.647494950-09
9 4 —.121815110-07 25861246D-07 -.10424217D-10 22130525D-10
9 5 -.240866510-07 -.57528523D-07 -. 24635970D-U -58840515D-11
9 6 .667472230-07 .22336337D-06 .88135489D-12 .294937210-11
9 7 -.122925390-06 -.95140873D-07 -.23428182D-12 - 18132769D-12
9 8 .188195370-06 -.370584200-08 .615129390-13 -.121127970-14
9 9 - .613486290-07 .970425300-07 -. 47263529D-14 .74762428D-14
10 0 .549673110-07 .251891860-06
10 1 .831559490-07 -.135619950-06 .513832570-07 -.838015170-07
10 2 -.819358730-07 -.50106549D-07 -.487181190-08 -.297927720-08
10 3 -.409602130-08 -.160411750-06 —.23881520D-10 - .935267690-09
10 4 -.939427390-07 -.688070420-07 -.55328632D-10 -.405246810-10
10 5 -.489203800-07 -.458035280-07 -.30370734D-11 -.284357310-И
10 6 -.344836990-07 -.783753450-07 -.23935049D-12 -.54400130D-12
10 7 .901792290-08 -22191507D-08 .75905375D-14 - 18678965D-14
10 8 .421605540-07 -.928535760-07 .48292028D-14 —. 10635741D-13
10 9 .124385580-06 -.38941169D-07 .23112524D-14 -. 72357961D-15
10 10 .966394110-07 -. 189409440-07 .40152872D-15 -.786980470-16
И 0 -.519374000-07 —.249083020-06
11 1 .187899660-07 -.30238895D-07 .110922060-07 -.178508080-07
11 2 .125806380-07 -.919944340-07 .651362780-09 -. 476301360-08
11 3 -.310304800-07 -.131777900-06 -.143127630-09 -.607823640-09
11 4 -.363187930-07 -.702274470-07 —.15292405D-10 -.295699960-10
И 5 .404925330-07 58378070D-07 . 16110548D-11 .23226571 0-11
И 6 -.220961180-08 .280075850-07 -.87046490D-14 .110334400-12
И 7 .325347170-08 -.874470750-07 .13510178D-14 -.363127650-13
11 8 -.594885200-08 .237541400-07 -.28336121D-15 .113147910-14
И 9 -.40130795 0-07 . 432696050-07 -.24677966D-15 .266081410-15
-lo-
ll
и
12
12
12
12
12
12
12
12
12
12
12
12
12
10 -.529919220-07 -.21362210D-07 -.502824730-16
11 .455059630-07 -.645895470-07 .92058507D-17
0 .34091827D-07 17045914D-06
1 -.542525610-07 -.4420353404)7 -.307144640-07
2 .67317039D-08 .318029510-07 .307105330-09
3 .403967750-07 .175863900-07 .15047467 0-09
4 -.6329244104)7 -.455214700-08 -. 19646596D-10
5 .372696650-07 .44109379D-08 .992022450-12
6 -.216140790-08 .427936050-07 -.51252786D-14
7 -.159953280-07 .348519840-07 -.35523968D-14
8 -.233720860-07 .14836903D-07 -.519069830-15
9 .421811600-07 . 23658502D-07 .102213250-15
10 -.840059090-08 .31990145D-07 -.250568540-17
11 .978938620-08 -.84029464D-08 .43051992D-18
12 -.518245530-08 -.1110762904)7 -.465230020-19
-. 20269972D-16
-.130664570-16
-.25025323D-07
.14508742D-08
.655078600-10
-.14130312011
.11740780D-12
.101475130-12
.77402648D-14
.32951226D-15
.573292040-16
.95418572D-17
-.369546740-18
-.99713402D-19
4. ПОДГОТОВКА И РАБОТА С ФАЙЛОМ ЭФЕМЕРИД DE200
Численная теория эфемерид DE200/LE200, разработанная и„
построенная в JPL на основе теории эфемерид DE118/LE062, является
базой астродииамическнх расчетов в стандартной эпохе J2000.
Лежащая в основе этой теории математическая модель и
использованный наблюдательный материал описаны в работах [6,7].
Практическим выходом теорий эфемерид DE200/LE200 и DE118/LE062
являются расчнтаниые и специальным образом составленные таблицы
[8,9] коэффициентов чебышевских полиномов, аппроксимирующих
возмущенное движение барицентра системы Земля-Луна и центров масс
Солнца с остальными планетами относительно барицентра солнечной
системы, а также геоцентрическое движение центра масс Луны,
включая нутационные параметры Земли. Эти коэффициенты получены в
основном путем численного интегрирования системы дифференциальных
уравнений, составляющей математическую модель теории.
В настоящее время JPL любезно предоставляет научным центрам
возможность использовать свои результаты. Для этого в JPL в
стандарте языка Fortran-77 реализован комплекс 13-ти сервисных
программ, поставляемый одиовремеиио с унифицированной форматной
упаковкой таблиц эфемерид DE200/LE200 и DE118/LE062 версии 4 [8].
Подготовка в формирование в среде MS-Fortran 5.0 бинарного
файла прямого доступа с таблицами эфемерид не встретили каких-либо
затруднений. Лишь в процессе его тестирования программным
комплексом JPL выявились некоторые особенности в текстах программ,
неучитываемые, по-видимому, другими трансляторами. Так, например,
- 11 -
обнаружено несоответствие в подпрограмме STATE 152-й строки,
декларирующей размерность массива pvsun(3,2) с организацией в
строках 207-208 цикла (DO 6 i=l,6; 6 PVSUN(i,l)=PVSL'N(i,l).AUFAC),
работающего с этим массивом. Проведенное тестирование созданного
файла прямого доступа таблиц эфемерид JPL DE200/LE200 (интервал
времени действия эфемерид 10.12.1959 - 13.01.2025 гг. или
2436912.5 — 2460688.5 JD ) отметило лишь 11 рассогласований с
данными JPL, значения которых в единицах 15-го знака приведены в
последнем столбце следующей таблицы. Первая колонка этой таблицы -
порядковый номер отмеченного рассогласования, вторая колонка -
соответствующий ему момент JD. пятая колонка указывает на
несовпавшую компоненту фазового вектора для центра масс
сравниваемого тела (третья колонка) по отношению к центру масс
рассматриваемого тела (четвертая колонка). Единицы измерения для
сравниваемых компонент фазового вектора - [ае] и [ае/сутки].
1 2439742.5 Веи ера Нептун Vx 4.070
2 2440308.5 Веи ера Б/Ц соли.сист. Vx 9.540
3 2440450.0 Веи ера Б/Ц Земля-Луиа Vy 7.472
4 2441299.0 Зе мля Сатурн vy 3.730
5 2441299.0 Земля Сатурн Vz 1.372
6 2442714.0 Марс Земля X 1.163
7 2444553.5 Юпитер Земля Z 1.160
8 2448657.0 Урай Сатурн Vx 2.592
9 2448940.0 Уран Нептун vy 4.956
10 2450638.0 Неп туи Уран Vx 1.097
И 2451911.5 Пл у тон Земля / Vz 1.139
Преследуя цель удобства при эксплуатации в баллистических
расчетах сервисных программ JPL и максимального сохранения их
целостности в системе MS-Fortran 5.0 была реализована
подпрограмма-адаптер ADEJPL, использующая с некоторыми дополнения-
ми подпрограммы EPHOPN, STATE, SPLIT и INTERP JPL-комплекса и име-
ющая интерфейс
CALL ADEJPL (JPLEPH.DJ,TD,LISTPL»AU.
PVPL.PVMOND.PVSONNE.PSIEPS.IERR),
где последовательно вызываемые параметры, рнд из которых преднаме-
ренно сохраняет структуру параметров подпрограммы STATE, оннсаны
как
ВХОДНЫЕ ПАРАМЕТРЫ
JPLEPH - (character) - константа с сообщением пути и имени JPLEPH
файла эфемерид DE200 или DE118 (напр., ’d:\ephem\de200\jpleph’).
- 14 -
Марс 954952894222406D-10 .33975150+04 .428282865887689D+05
Юпитер .282534210344593D-06 7139800D+05 . 126712597081795D+09
Сатурн .845946850483066D-07 60330000+05 .3793951970883000+08
Уран .128881623813804D-07 . 25400000+05 .5780158533597720+07
Нептун .1532112481284280-07 .24300000+05 .6871307771479520+07
Плутон .2276247751863700-11 .25000000+04 .1020864920706290+04
Луна . 109318924524285D-10 1738000D+04 .4902799140594720+04
Солнце .2959122082855910-03 .6960000D+06 .1327124399354840+12
Земля .8887692734033020-09 . 63781400+04 .3986004480734460+06
Гравитационные постоянные Земли и Луны являются производными и
определяются нз следующего равенства
GE GE + GM GEM
— = ------------ - 1 =---------- 1 = 81.300587
GM GM GM
где GE, GM, GEM - гравитационные постоянные Земли. Луны и
барицентра Земля+Луна соответственно.
Следующая таблица позволяет сравнить данные чебышевского
разложения, также выбранные непосредственно нз таблиц файла
эфемерид DE200/LE200 (две средние колонки), н данные табл.1 нз
работы [9] (две правые колонки).
центр масс интервал Гсутки! степень полинома интервал степень Гсутки! полинома
Меркурий 8 Венера 32 Земля+Луна 16 Марс 32 Юпитер 32 Сатурн 32 Уран 32 Нептун 32 Плутон 32 Луна 4 Солнце 32 12 12 15 10 9 8 8 6 6 12 15 8 16 16 32 32 32 32 32 32 4 16 13 9 12 10 7 6 5 5 5 12 10
Следует подчеркнуть. что значения данных. выбранных
непосредственно из унифицированных таблиц файлов эфемерид
DE200/LE200 и DE118/LE062 версии 4, полностью совпадают со
значениями данных таблиц файла эфемерид DE118/LE62, имеющих тот же
номер версии и известных у нас со времени последней работы с
кометой Галлеи (1984 г.). Данные же работы [9], по-видимому.
относятся к более поздним версиям эфемерид. Сравнение численных
результатов, полученных в ’ этих трех системах эфемерид, показало их
полную тождественность.
- 15 -
Автор глубоко благодарен Н.Г. Хавенсону, способствовавшего
успешному выполнению работы настоящего раздела
5. О ЧИСЛЕННОМ ИНТЕГРИРОВАНИИ
При выборе метода численного интегрирования предпочтение было
отдано одиошаговым методам типа Рунге-Кутты в силу известных их
свойств компактности и гибкости. Реализованный в MS-Fortran 5.0 и
опробованный в работе [10] явный метод Рунге-Кутты—Фельберга 7(8)
порядка [11] показал хорошие численные результаты н свою
достаточно высокую эффективность. Следующая группа формул
описывает вложенный алгоритм Фельберга 7(8) порядка [11].
dy
— - Цх.у). i0= %•*<>)-
UX
10
У = уо + + O(hB),
к=о
12
Ф = У0 + + Оф9),
К-0
К-1
1К = Uxjj+c^h. Уо+ИркА^). (К = 1,2...12),
те = 7 у = £<fo + f« - fu " fi2>h’
Здесь Хд.УрЛф - начальные условия, h - шаг интегрировании, у, $ -
две вложенные формулы Рунге-Кутты смежных порядков для оценки кон-
трольного члена, ТЕ - контрольный член, определяющий величину
главного члена погрешности метода на одном шаге интегрирования и
служащий для регулировки его величины (у и f суть п-мерные
векторы), а*, ск, ,3^ - следующие числовые коэффициенты метода
12 2 11 5 15 12 1
«Jo = °- —• " - —• - - - " - ’ °> ’•
к ° 27 96 12 26633
- 16 -
10 41 34 9 9 9 9 41
ск|0 = -----. О, О. О, О, --, —, —, ------, --, ---.
к 0 840 105 35 35 280 280 840
.12 34 9 9 9 9 41 41
Мп = °. °. °. О, О, , — —, , , О, , .
к и 105 35 35 280 280 840 840
12 2 1 1 5 1 25 31
^ко1о=°- — — — — —----------------------• --• 2-
° 27 36 24 12 20 108 300
91 2383 3 1777
108’ 4Юо’ 205’ 4100 ’
12 1
/3 Jo = — °. °. О. °. 0. 0. 0. 0. О, 0.
к.1 2 12
12 1 25
oU = ---------• °. °. °. °- °. °. °. 0
J g ]6
12 25 1 125 53 23 341 341
4 16 4 108 6 108 164 164
12 1 65 61 704 976 4496 4496
к’ 5 5 27 225 45 135 1025 1025
12 125 2 107 311 301 6 289
к-5 6 54 9 9 54 82 41 82
12 13 67 19 2133 3 2193
K t> ' 900 90 60 4100 205 4100
12 17 45 3 51 12 1 45 3 33
8 6 82 41 82 к>8 9 12 164 41 164
12 18 6 12 12 t2
^к,э1ю = ТУ’ 77’ 4? ^к,юЬ1 = °’ °’ ^K,llh2 = 1
- 17 -
На ошибочность значения коэффициента (?)2 4 в [11] автору в
приватном сообщении указал В.В.Сазонов, тщательно исследовавший
этот метод.
Для контроля величины шага для всех интегрируемых уравнений
вычисляются значения ТЕ. (1=1.2....п), выбирается максимальное и
проверяется условие (0.6)®TOL s TEmajS TOL, где TOL - задаваемая
точность. При выполнении этого условия шаг увеличивается в 1.4
раза, в противном случае он уменьшается в 0.7 раза.
Проведенные численные эксперименты и сравнение полученных
методом Фельберга результатов с результатами метода переменного
порядка Булнрша-Штоера (фортран-текст готовой программы ODEX [12],
с внесенными в него для большего удобства эксплуатации
незначительными изменениями) и комбинированного многошагового
метода RK8C (разработан к.ф.м.н. В.АСтепаньяицем, используется в
ИПМ нм. М. В. Келдыша РАН в баллистических расчетах как штатный)
показали, что при заданной точности 1.D-10 метод Фельберга надежно
обеспечивает 7-8 верных знаков на довольно значительном интервале
временя интегрирования. Величина шага для орбиты с hn ~ 40000 км,
ha ~ 150000 км и периодом ~ 4 суток изменяется в пределах от 140
сек. до 4 часов.
Прогнозирование движения аппаратов рассматриваемого класса
орбит более чем на 0.5 года, как правило, не проводится нз-за
накапливаемых малых возмущений от частого проведения
переориентации аппарата в пространстве дли выполнения очередной
задачи научных исследований.
Здесь же следует отметить, что метод Дормана-Принса [14] 8(7)
порядка (фортран-текст готовой программы DOPRI8 [12], с также
внесенными в него незначительными изменениями) при заданной той же
точности как и для метода Фельберга на 15% работает эффективнее и
дает несколько более устойчивые численные результаты. Объясняется
это, по-видимому, тем, что в методе Дормана-Принса минимизируются
коэффициенты погрешности для построения формулы аппроксимации 8—го
порядка, тогда как алгоритм Фельберга употребляет формулу 7
порядка с оценкой погрешности с помощью формулы 8—го порядка.
Повышение же порядка аппроксимирующей формулы уменьшает локальную
и глобальную ошибку метода [13], позволяет увеличить шаг
интегрирования, уменьшить неизбежно возникающие ошибки округления