热层大气密度产生的阻力是作用在低轨航天器上最大的非引力摄动,现有大气密度模式存在15％～20％的偏差,难以满足空间任务应用需要.采用NRLMSISE-00模式作为密度参考标准,通过修正Jacchia-Roberts经验大气模式温度参数校准密度,建立温度修正量与密度的参数方程.针对部分区域修正量迭代计算发散问题,采用改进高斯牛顿迭代法求解方程.选择经验正交函数(EOF)分解方法分析修正量的时空特征,并与传统球谐(SH)分析的结果进行比较.结果表明,前4阶EOF基函数与前9项球谐基函数分别可提取温度修正量超过85％与80％的变化特征,EOF分解方法对温度修正量的表示效率高于球谐分析方法.第1阶EOF基函数反映了温度参数的整体偏差,第2～4阶EOF基函数对应的时间系数表明温度修正量的变化具有天周期性,且球谐分析得到的时间系数同样具有天周期性的特点.利用前4阶EOF基函数和前9项球谐基函数重构的温度修正量校准Jacchia-Roberts模式,校准后的模式密度偏差分别下降了9.06％与5.37％,表明EOF分解方法与传统球谐分析方法相比,能够更有效地修正温度参数,改进模式精度.
热层大气 大气密度模式 模式校准 温度修正 经验正交函数 球谐分析