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在天文學中，軌道確定是指預測空間物體之間的軌道運動方式。有幾種方法可以進行這些預測。初始軌道確定方法是最簡單的方法，需要兩次測量來確定軌道物體的方向和速度。最小二乘法更精確，但需要很多對同一軌道進行估計，以預測方向、速度和軌道誤差。序貫處理法是最精確的方法，需要從以前的模型中對軌道誤差進行多次估計。這種方法產生新的軌道模型，考慮到導致軌道誤差的幾個因素，就像與太空塵埃的小碰撞一樣。科學家用燒杯進行定軌，應用范圍從全球定位衛星（GPS）到雙星軌道。軌道誤差可能會導致GPS系統出現重大問題，需要不斷監測。預定與地球相撞的物體預計將在撞擊前用軌道測定方法進行預測。初始軌道測定在歷史上一直被使用，許多天文學家都是獨立發展的。約翰內斯·開普勒用它來推導行星運動的三個定律。火星的第一個精確軌道模型也是利用初始軌道建立的自1801年卡爾·弗里德里希·高斯首次發明以來，最小二乘法已經取代了初始定軌的方法。軌道周期是一個完整的軌道環。最小二乘法表明，在完整的軌道周期之間，由于未知的力和軌道物體在飛行過程中的相互作用，總是會產生誤差，而初始定軌則不會考慮到以前的數據由于最小二乘法計算軌道誤差，這只是現代定軌的第一步，由于計算機建模，序貫處理法是最受歡迎的方法，利用這種方法和謝爾曼定理，天文學家利用計算機建立軌道模型，以確定未來的位置、速度、方向，謝爾曼定理要求對序列處理方法進行另一個數學步驟，稱為線性化。使用序列處理方法所需的復雜數學和大量數據往往不可用，因此天文學家對序貫處理方法進行估計，這降低了定軌的難度，但會使軌道誤差略有增加，這種過程稱為狀態估計參考，天文學家只有在研究的軌道數據太小而無法使用時才使用狀態估計參考和線性化序列處理的非線性方法。

發表于 2020-09-18 05:53
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分類：科學教育

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