手算卫星轨道有多复杂？ 第1页

说简单也简单，代个公式就行

说复杂也复杂，你得找得到这个公式，看得懂这个公式，还要明白怎么代。

具个例子，如果只计算短弧段的近地轨道卫星，精度要求几百米，许多高阶的地球引力摄动都是可以忽略的，同时光压气动三体引力都是可以忽略的。但是一旦要求精度提高到亚米级甚至更高，弧段拉长，许多原先可以忽略的摄动项就需要计算进去。而计算这些摄动项本身，就是一个新的工程计算问题。比如计算气动阻力需要对稀薄大气进行建模，如果精度要求不高，指数模型就可以了，但是精度要求高的话，就要引入太阳活动的模型，而太阳活动模型本身又是一个新的工程计算问题。

再有一个例子就是如果简单计算一下地火转移的轨道，那对地球和火星的轨道不用计算十分精确，有现成的轨道根数可以直接用。但是如果涉及到实际飞行，那就要对地火的轨道进行精确建模，同时还要考虑坐标系变化的附加影响，这当中甚至会牵扯到广义相对论。

另外，由于模型复杂起来以后许多问题不再有解析解，只能用数值方法计算，那么选用什么样的计算格式（同一个公式选择的计算格式不同可能造成极大的计算性能差别），如何控制计算误差，都将是需要考虑的问题，这些东西本身又可以单开一个课题。

从上面的例子可以看到，大部分的实际工程计算都有一个类似的特性，那就是考虑的精度越低，模型越简单，涉及的学科相对比较少；而考虑的精度越高，模型会成倍地复杂起来，往往还会涉及到很多奇奇怪怪的学科。所以，计算简单还是难，完全看你需要的精度，感性认识估个大概，卡西欧按两下就行，定量计算严肃分析，那就得上专业工具了。

说句不算题外话的题外话，我们常说技术积累技术积累，实际上技术积累最明显的方式就是计算工具和专用软件的迭代更新。对于一个科研工作者来说，他的精力是有限的，只能专攻一个到两个方向，那么当他遇到上面的类似跨学科的问题怎么办？如果有一款工具，能够把其他学科的人的研究成果以算法模块的形式固定下来，那么他就可以不关心这个学科的内部细节而直接去使用这个模块来获得高可靠的计算结果。

比如航天计算常用的STK，就是一款结合了很多计算模块的软件，单拉任何一个模块出来，后面对应的可能就是十几篇几十篇论文。如果没有STK，每一个新晋的工程师都需要把这堆论文都看一遍实现一遍（前提还得能看懂）才能计算出相仿精度的结果（更别说这类计算由于物理意义不明显自己算对算错心里都没谱）。而作为一个工程师，我实际上并不十分关心背后的理论是怎么样的，具体问题的结果才是我需要的。那么通过STK，我就可以无形之间把那十几篇几十篇论文的研究成果应用在了实际问题上而不需要真的去看一遍（当然STK现在禁运了只用得到老版本的.jpg）。

用编程的说法就是通过这些软件，把不同学科的知识和研究成果封装起来，使得后面的人不需要再造一遍轮子，可以把精力花在进一步的创造和验证上，这就是技术的积累。这点我们国内做的是很差的，甚至可以说极差。