地月系 L2 点中继星激光测距成功率的估算

摘要: 为了确定月球与即将发射到地月系 L₂ 点的中继星之间的位置关系进而估算中继星激光测距的成功率，按照晕轨道周期为14天左右的要求对中继星所在的晕轨道进行了计算，并建立了一个综合考虑望远镜抖动、大气抖动和预报轨道横向偏离的模型。从数值上给出了一条轨道周期为 14.78 天，X 方向 (地月连线方向) 的振幅为12493km，Y方向为 34596km，Z方向 (垂直于地月轨道平面方向)为11916km的周期轨道。由于晕轨道的最小振幅远大于月球遮挡的临界振幅 4000km，因此月球对中继星不存在遮挡问题。基于上面建立的测距成功率模型，根据昆明站 (国际编号：7820) 的激光测距系统对运行在该晕轨道上的中继星进行测距成功率分析，结果表明：测距成功率随着中继星横向轨道标准差的增大呈现快速降低的趋势。对于中继星到测站的平均距离而言，当中继星没有横向偏离时，探测器产生的光电子数为0.151，成功率为14.07%；横向偏离2km时，光电子数降为0.035，成功率降为3.46%。对比最近距离与最远距离的情况，无横向偏移的情况下，探测器产生的光电子数从 0.174 降为 0.139，成功率从16.01%降为13.02%。根据上面所有的计算结果，为后续云南天文台1.2m 望远镜实现中继星激光测距提供参考。