运动方程的数值解法又称为特殊摄动法。数值方法的基本思想均是从轨道状态的初始值组出发,取自变量一系列离散点,将微分问题按照数值微分、泰勒展开、数值积分等(测轨)方法离散化,并采用若干个右函数值通过内插、逼近等方法逐步求出离散点的解。
现有的数值方法有很多种,主要分为单步法和多步法。单步法指利用一个已知节点的解求解下一点解的方法。其优点是起步容易,即只要已知初值便可以计算任意节点上的数值解,同时易于改变长步或进行步长控制;缺点是每步需要计算多次右函数,效率较低。较有代表性的单步法有Runge-Kutta方法(RK方法)和Runge-Kutta-Fehlberg方法(RKF方法)。多步法指利用多个已知节点的解求出下一点解的方法。其优点是每步只需计算一次右函数,效率较高;缺点是无法自起步,即需要借助其他方法计算足够节点上的解才能开始计算,并且难以改变长步或进行步长控制。多步法主要有Adams方法、Cowell方法、Adams-Cowell方法(AC方法)、Krogh-Shampine-Gordon方法(KSG方法)等。另外,按被积函数(摄动函数)的形式,可分为Cowell法(不同于前文的Cowell方法)和Encke法;按照计算步长的变化可以分为定步长方法和变步长方法。
运用数值方法对运动方程求解是一种重要手段,其优点是计算公式简单、通用,而且计算过程是多次重复进行,所得结果具有很高精度;缺点是解算较为耗时,且由截断误差和舍入误差造成的计算误差会随时间累积。