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离心率矢量

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航天动力学里,一个圆锥曲线离心率矢量是一个矢量,从焦点指向近拱点,量值等于轨道的离心率标量,是个无量纲量

计算

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离心率矢量 (eccentricity vector) 是个大小等于轨道离心率 (eccentricity ) 且方向指向近心点 (periapsis 或 pericenter) 的矢量。对开普勒轨道而言,它是个运动常数。在使用状态矢量 () 进行轨道测定轨道决定 (orbit determination, OD) 时,它可以决定诸多与运动有关的轨道要素,如离心率 () (eccentricity) 及半长轴 () (semi-major axis),并可指出近心点方向,以便计算近心点引数 (argument of periapsis)、真近心点离角(真近点角) (true anomaly)。在摄动或扰动 (perturbation) 分析时, 因为实际轨道上的摄动(非开普勒)力将使密切 (osculating) 离心率矢量不断变化,故用来分析几乎为圆形的轨道时非常有用。该矢量可以由任何时间轨道状态矢量orbital state vector)中的速度矢量与位置矢量计算出来[1]:

第二个等式可以直接根据以下矢量恒等式(运算并分别集结位置和速度分量后)推导出来:

其中:

  • 位置矢量 (position vector)
  • 速度矢量 (velocity vector)
  • 比角动量矢量 (specific angular momentum vector) ()
  • 标准重力参数 (standard gravitational parameter)。

换另一种表示方法,离心率矢量也可以由质量为的物体的角动量计算出来:

参阅

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  1. ^ Cordani, Bruno. The Kepler Problem. Birkhaeuser. 2003: 22. ISBN 3-7643-6902-7.