追记李济生：他把卫星定轨精度精确到厘米

 
 
追记李济生：他把卫星定轨精度精确到厘米  
 

每一颗卫星都有一条属于自己的轨道，每一位卫星测控专家都有一套属于自己的轨道计算方法。这种方法是个人的研究成果，更是国家的核心机密。李济生一生都在寻找各种最佳的计算方法，把卫星定轨精度从2公里提高到100米、1米，乃至目前的厘米级，为中国卫星铺设了一条最精密的轨道。

 

1970年4月24日，巴丹吉林沙漠深处，我国第一颗人造卫星“东方红一号”即将升空。

 

离发射塔架不远的平房里，一个小伙子正聚精会神地核对着卫星设计轨道数据。他叫李济生。

 

“东方红一号”发射成功了。庆功宴上的李济生端着一碗饺子，却难以下咽。一位老专家的问话在他耳边萦绕——“咱们的卫星虽然上天了，轨道也计算出来了，但你知道轨道精度是多少吗？”

 

当时，限于技术和装备水平，只要求测控系统计算出卫星运行轨道，对轨道精度没有提出要求。李济生刚刚知道这个概念。

 

不知道定轨精度，就无法验证轨道计算的正确性；没有精确的轨道数据，就无法对卫星进行有效的控制。他下定决心：一定要制定出中国卫星的精密轨道计算方案！

 

李济生从“东方红一号”卫星轨道数据着手，设想了一个个轨道鉴定方法，又一个个否定。戈壁滩上那间简陋的工房，灯光几乎每天都亮到深夜。

 

一天，新的想法闪过他的脑海：能否借用推算卫星周期误差的方法来判断轨道误差？经过反复计算和论证，他开发出了用卫星轨道“预报误差”来确定轨道精度的方法。以此测定的轨道精度约为2至5公里，我国卫星定轨精度首次有了数量概念。

 

1975年，我国成功发射首颗返回式卫星。测控结果显示，卫星近地点高度在逐渐升高。但理论上，卫星受到大气阻力影响，轨道高度应逐渐下降。

 

李济生一头扎进这个谜团，几个月后找到了答案——是卫星姿态控制的喷气管产生姿控力所致。由于只有0.7克作用力，人们在设计时忽略了它。但就是这轻微的作用力，使卫星轨道近地点每天升高300多米。

 

他没有就此罢手，进而开发出“按交点周期积分法”的卫星定轨方案，使我国的卫星定轨精度达到了1公里。

 

此时，我国卫星定轨精度仍远远落后于美、苏两国。李济生给自己定下新的目标：百米量级。

 

日月引力、大气阻力、太阳辐射压力以及地球引力等各种“摄动力”，都会对卫星运行轨道产生影响。要进一步提高卫星定轨精度，必须在弄清和解决各种“摄动力”对卫星的影响上下功夫。

 

经过几个月刻苦攻关，李济生对“摄动力”有了深入认识，并针对各种“摄动力”对卫星轨道的影响逐一建立了动力学模型。1983年，他研究出“微分轨道改进和摄动星历表计算”定轨方案，使卫星定轨精度达到了200米，接近世界先进水平。随后他和同事们继续将精度提升到100米级，不仅满足当时国内测控任务的需要，也为我国航天事业发展奠定了坚实的轨道基础。

 

不过，当得知美国卫星定轨精度已经达到米级时，李济生坐不住了。他带领课题组研制开发新的精密定轨软件，一干就是四年多。