Exponenta Banner

gravitysphericalharmonic

Реализуйте сферическое гармоническое представление планетарной силы тяжести

Синтаксис

[gx gy gz] = gravitysphericalharmonic(planet_coordinates)
[gx gy gz] = gravitysphericalharmonic(planet_coordinates, model)
[gx gy gz] = gravitysphericalharmonic(planet_coordinates, degree)
[gx gy gz] = gravitysphericalharmonic(planet_coordinates, model, degree)
[gx gy gz] = gravitysphericalharmonic(planet_coordinates, model, degree, action)
[gx gy gz] = gravitysphericalharmonic(planet_coordinates, 'Custom', degree, {datafile dfreader}, action)

Описание

[gx gy gz] = gravitysphericalharmonic(planet_coordinates) реализует математическое представление сферической гармонической планетарной силы тяжести на основе планетарного гравитационного потенциала. Эта функция вычисляет массивы значений силы тяжести N в оси X, оси Y и оси z Сосредоточенных Планетой Зафиксированных Планетой координат для планеты. Это выполняет эти вычисления с помощью planet_coordinates, M-by-3 массив Сосредоточенных Планетой Зафиксированных Планетой координат. По умолчанию эта функция принимает 120-ю степень, и закажите сферические коэффициенты для 'EGM2008' (Земля) планетарная модель.

[gx gy gz] = gravitysphericalharmonic(planet_coordinates, model) реализует математическое представление для планетарной модели, model.

[gx gy gz] = gravitysphericalharmonic(planet_coordinates, degree) использует степень, и прикажите, чтобы degree задал.

[gx gy gz] = gravitysphericalharmonic(planet_coordinates, model, degree) использует степень, и прикажите, чтобы degree задал. model задает планетарную модель.

[gx gy gz] = gravitysphericalharmonic(planet_coordinates, model, degree, action) использует заданный action, когда введенный вне области значений.

[gx gy gz] = gravitysphericalharmonic(planet_coordinates, 'Custom', degree, {datafile dfreader}, action) реализует математическое представление для пользовательской образцовой планеты. datafile задает планетарную модель. dfreader задает читателя для datafile.

Эта функция имеет следующие ограничения:

  • Функция исключает центробежные эффекты планетарного вращения и эффекты прецессирующего ссылочного кадра.

  • Сферическая гармоническая модель силы тяжести допустима для радиальных положений, больше, чем планета экваториальный радиус. Несущественные ошибки могут произойти для радиальных положений рядом или в планетарной поверхности. Сферическая гармоническая модель силы тяжести не допустима для радиальных положений меньше, чем планетарная поверхность.

Входные параметры

planet_coordinates

M-by-3 массив Сосредоточенных Планетой Зафиксированных Планетой координат в метрах. Ось z положительна к Северному полюсу. Если model является 'EGM2008' или 'EGM96' (Земля), координаты планеты являются координатами ECEF.

model

Планетарная модель. Значением по умолчанию является 'EGM2008'. Задайте тот:

Планетарная модельПланета
'EGM2008'

Заземлите Гравитационную Модель 2008. Координаты планеты являются ECEF (WGS84).

'EGM96'

Заземлите Гравитационную Модель 1996. Координаты планеты являются ECEF (WGS84).

'LP100K'

100-я модель Moon степени.

'LP165P'

165-я модель Moon степени.

'GMM2B'

Годдард ударил модель 2B.

'Custom'

Пользовательская планетарная модель, которую вы задаете в datafile.

Примечание

Чтобы развернуть пользовательскую планетарную модель, явным образом включайте пользовательские данные и файлы читателя к MATLAB® Compiler™ (mcc) команда при компиляции. Например:

MCC-m mycustomsphericalgravityfunction...
- customDataFile-a customReaderFile

Для других планетарных моделей используйте MATLAB Compiler, как обычно.

'EIGENGL04C'

Объединенная Наземная полевая модель EIGEN-GL04C силы тяжести.

При введении большого массива PCPF и значения высокой степени, вы можете получить ошибку из памяти. Для получения дополнительной информации о предотвращении ошибок из памяти в среде MATLAB, смотрите Твердость “Из Памяти” Ошибки (MATLAB).

При введении большого массива PCPF вы можете получить максимальное матричное ограничение размера. Чтобы определить самую большую матрицу или массив, который можно создать в среде MATLAB для платформы, см. Производительность и память (MATLAB).

degree

Скалярное значение, которое задает степень и порядок гармонической модели силы тяжести.

Планетарная модельСтепень и порядок
'EGM2008'

Максимальная степень и порядок 2159.

Степень по умолчанию и порядок равняются 120.

'EGM96'

Максимальная степень и порядок 360.

Степень по умолчанию и порядок равняются 70.

'LP100K'

Максимальная степень и порядок равняются 100.

Степень по умолчанию и порядок равняются 60.

'LP165P'

Максимальная степень и порядок равняются 165.

Степень по умолчанию и порядок равняются 60.

'GMM2B'

Максимальная степень и порядок равняются 80.

Степень по умолчанию и порядок равняются 60.

'Custom'

Максимальная степень является степенью по умолчанию и порядком.

'EIGENGL04C'

Максимальная степень и порядок 360.

Степень по умолчанию и порядок равняются 70.

При введении большого массива PCPF и значения высокой степени, вы можете получить ошибку из памяти. Для получения дополнительной информации о предотвращении ошибок из памяти в среде MATLAB, см. Производительность и память (MATLAB).

При введении большого массива PCPF вы можете получить максимальное матричное ограничение размера. Чтобы определить самую большую матрицу или массив, который можно создать в среде MATLAB для платформы, см. Производительность и память (MATLAB).

action

Действие для входа из области значений. Задайте тот:

'Error'
'Warning' (значение по умолчанию)
'None'

'Custom'

Вектор символов или строка, которая указывает, что datafile содержит определения для пользовательской планетарной модели.

datafile

Файл, который содержит определения для пользовательской планетарной модели. Для примера содержимого файла смотрите aerogmm2b.mat.

Этот файл должен содержать следующие переменные.

ПеременнаяОписание
Re

Скаляр планеты экваториальный радиус в метрах (м)

GM

Скаляр планетарного гравитационного параметра в метрах, возведенных в куб в секунду, придал квадратную форму (m3/s2)

degree

Скаляр максимальной степени

C

(degree +1) (degree +1) матрица, содержащая, нормировала сферическую гармоническую содействующую матрицу, C

S

(degree +1) (degree +1) матрица, содержащая, нормировала сферическую гармоническую содействующую матрицу, S

Этот параметр требует, чтобы вы задали программу в параметре dfreader, чтобы считать файл данных.

dfreader

Задайте функцию MATLAB, чтобы считать datafile. Файл читателя, который вы задаете, зависит от типа файла datafile.

Тип файла данныхОписание

Файл MATLAB

Задайте функцию load MATLAB, например, @load.

Другой тип файла

Задайте пользовательскую функцию читателя MATLAB. Для примеров пользовательских функций читателя смотрите astReadSHAFile.m и astReadEGMFile.m. Отметьте порядок выходной переменной в этих файлах.

Выходные аргументы

gx

Массив значений силы тяжести N в оси X Сосредоточенных Планетой Зафиксированных Планетой координат в метрах в секунду придал (m/s2) квадратную форму.

gy

Массив значений силы тяжести N в оси Y Сосредоточенных Планетой Зафиксированных Планетой координат в метрах в секунду придал (m/s2) квадратную форму.

gz

Массив значений силы тяжести N в оси z Сосредоточенных Планетой Зафиксированных Планетой координат в метрах в секунду придал (m/s2) квадратную форму.

Примеры

Вычислите силу тяжести в оси X на экватор на поверхности Земли. Этот пример использует значение по умолчанию 120 моделей степени EGM2008 с действиями предупреждения значения по умолчанию:

gx = gravitysphericalharmonic( [-6378.1363e3 0 0] )

Вычислите силу тяжести на уровне 25 000 м по Южному полюсу Земли. Этот пример использует 70 моделей степени EGM96 с ошибочными действиями: 

[gx, gy, gz] = gravitysphericalharmonic( [0 0 -6381.751e3], 'EGM96', 'Error' )

Вычислите силу тяжести на уровне 15 000 м по экватору и 11 000 м по Северному полюсу. Этот пример использует 30-ю модель порядок GMM2B Mars с предупреждением действий:

p  = [2412.648e3 -2412.648e3 0; 0 0 3376.2e3]
[gx, gy, gz] = gravitysphericalharmonic( p, 'GMM2B', 30, 'Warning' )

Вычислите силу тяжести на уровне 15 000 м по экватору и 11 000 м по Северному полюсу. Этот пример использует 60-ю степень пользовательская планетарная модель без действий:

p       = [2412.648e3 -2412.648e3 0; 0 0 3376e3]
[gx, gy, gz] = gravitysphericalharmonic( p, 'custom', 60, ...
{'GMM2BC80_SHA.txt' @astReadSHAFile}, 'None' )

Вычислите силу тяжести на уровне 25 000 метров по Южному полюсу Земли с помощью 120-го порядка модель EIGEN-GL04C Earth с предупреждением действий:

p  = [0 0 -6381.751e3]
[gx, gy, gz] = gravitysphericalharmonic( p, 'EIGENGL04C', ...
120, 'Warning' )

Советы

  • При введении большого массива PCPF и значения высокой степени, вы можете получить ошибку из памяти. Для получения дополнительной информации о предотвращении ошибок из памяти в среде MATLAB, см. Производительность и память (MATLAB).

  • При введении большого массива PCPF вы можете получить максимальное матричное ограничение размера. Чтобы определить самую большую матрицу или массив, который можно создать в среде MATLAB для платформы, см. Производительность и память (MATLAB).

Ссылки

[1] Готтлиб, R. G. “Быстрая Сила тяжести, Сила тяжести Partials, Нормированная Сила тяжести, Крутящий момент Градиента Силы тяжести и Магнитное поле: Деривация, Код и Данные”, Технический отчет Отчет 188243 Подрядчика НАСА, НАСА Линдон Б. Космический центр имени Джонсона, Хьюстон, Техас, февраль 1993.

[2] Vallado, D. A. основные принципы астродинамики и приложений, McGraw-Hill, Нью-Йорк, 1997.

[3] “NIMA TR8350.2: мир министерства обороны геодезическая система 1984, ее определение и отношение с локальными геодезическими системами”.

[4] Konopliv, A. S. С. В. Асмэр, Э. Каррэнза, В. Л. Сджоджен, Д. Н. Юань., “Недавние Модели Силы тяжести в результате Лунной Миссии Разведчика, Икара”, Издание 150, № 1, стр 1–18, 2001.

[5] Lemoine, F. G. Д. Э. Смит, Д.Д. Роулэндс, М.Т. Цубер, Г. А. Нейман и Д. С. Чинн, “Улучшенное решение поля силы тяжести Марса (GMM-2B) от Глобального Инспектора Марса”, Журнал Геофизического Исследования, Издания 106, № E10, стр 23359-23376, 25 октября 2001.

[6] Кенион С., J. Фактор, Н. Павлис и С. Холмс, “К следующей земле гравитационная модель”, общество геофизиков исследования 77-е годовое собрание, Сан-Антонио, Техас, 23-28 сентября 2007.

[7] Pavlis, N.K., С.А. Холмс, Южная Каролина Kenyon и Дж.К. Фэктор, “Земля Гравитационная Модель до Степени 2160: EGM2008”, представленный на 2 008 Генеральных Ассамблеях европейского Геофизического Объединения, Вены, Австрия, 13-18 апреля 2008.

[8] Grueber, T. и А. Кель, “Валидация Поля Силы тяжести EGM2008 с Выравниванием GPS и Океанографическими Исследованиями”, представленный на Международном Симпозиуме IAG по Силе тяжести, Геоиду & наблюдению Земли 2008, Ханья, Греция, 23-27 июня 2008.

[9] Förste, C., Flechtner, F., Шмидт, R., Кёниг, R., Мейер, U., Stubenvoll, R., Rothacher, M., Barthelmes, F., Neumayer, H., Biancale, R., Bruinsma, S., Lemoine, J.M., Loyer, S., “Средняя Глобальная Полевая Модель Силы тяжести От Комбинации Спутниковых Данных о Поверхности Миссии и Altimetry/Gravmetry - EIGEN-GL04C”, Геофизические Краткие обзоры Исследования, Издание 8, 03462, 2006.

[10] Выступ, K. A. (2007). Автономная Навигация в Орбитах Точки Колебания. Докторская диссертация, Университет Колорадо, Валуна.

[11] Коломбо, Оскар Л., “Численные методы для Гармонического Анализа Сферы”, Отчеты отдела Геодезической Науки, Отчет № 310, Университет штата Огайо, Колумбус, OH., март 1981.

[12] Коломбо, Оскар Л., “Глобальное Отображение Силы тяжести с Двумя Спутниками", Недерлэнды Геодезическая Комиссия, издание 7 № 3, Делфт, Недерлэнды, 1984., Отчеты отдела Геодезической Науки, Отчет № 310, Университет штата Огайо, Колумбус, OH., март 1981.

[13] Джонс, Брэндон А. (2010). Эффективные Модели для Оценки и Оценки Поля Силы тяжести. Докторская диссертация, Университет Колорадо, Валуна.

Смотрите также

| | |

Представленный в R2010a

Документация Aerospace Toolbox
Поддержка