Attitude Profile
Вычислите самое короткое вращение кватерниона
- Библиотека:
Aerospace Blockset / Космический корабль / Относящаяся к космическому кораблю Динамика
Описание
Блок Attitude Profile вычисляет самое короткое вращение кватерниона, которое выравнивает первичный вектор выравнивания с первичным ограничительным вектором. Кватернион задан с помощью скалярного первого соглашения. Aerospace Blockset™ использует кватернионы, которые заданы с помощью скалярного первого соглашения.
Обеспечьте первичное ограничение как любого указывающий режим:
Point at nadirPoint at celestial bodyPoint at LatLonAlt
Или через пользовательский ограничительный вектор. Блок затем выравнивает вторичные векторы выравнивания и ограничения как можно больше, не повреждая первичное выравнивание.
Библиотека содержит три версии блока Attitude Profile, предварительно сконфигурированного для этих общих режимов управления ориентацией:
Обращение низшей точки —
Point at nadirГеографическое обращение —
Point at LatLonAltОтслеживание Sun —
Point at celestial bodyс Sun как астрономическая цель
Для получения дополнительной информации о системах координат использование блока Attitude Profile см. Алгоритмы.
Порты
Входной параметр
X — Скоростное положение вектора состояния
Вектор с 3 элементами
Вектор состояния положения космического корабля во время tutc.
Типы данных: double
V — Вектор состояния скорости
Вектор с 3 элементами
Вектор состояния скорости космического корабля во время tutc в виде вектора с 3 элементами.
Зависимости
Чтобы включить этот порт, установите Constraint coordinate frame (CCF) на LVLH.
Типы данных: double
q — Относящееся к космическому кораблю отношение
Вектор с 4 элементами
Отношение космического корабля в tutc, представленном как кватернион от системы координат тела до порта, координирует систему координат в виде вектора с 4 элементами.
Типы данных: double
tutc — Текущие данные или время
скаляр
Текущая дата или время в виде скаляра, как дата Джулиана.
Зависимости
Чтобы включить этот порт, выполните один из них:
Установите Pointing mode на
Point at celestial bodyилиPoint at LatLonAltУстановите флажок Allow pointing mode change during run.
Типы данных: double
μ l — Геодезическая широта и долгота
Вектор с 2 элементами
Геодезическая широта и долгота (градус) наземного интересного места в виде 1D массива размера 2. Этот порт используется вместе с высотой, когда Pointing mode является Point at LatLongAlt. Это местоположение используется в качестве первичного ограничения.
Зависимости
Чтобы включить этот порт, сделайте один из них:
Установите Pointing mode на
LatLonAlt.Установите флажок Allow pointing mode change during run.
Типы данных: double
h — Высота
скаляр
Высота наземного интересного места в виде скаляра. Этот порт используется вместе с геодезической широтой и долготой, когда Pointing mode является Point at LatLongAlt. Это местоположение используется в качестве первичного ограничения.
Зависимости
Чтобы включить этот порт, сделайте один из них:
Установите Pointing mode на
LatLonAlt.Установите флажок Allow pointing mode change during run.
Типы данных: double
A1b — Первичный вектор выравнивания
Вектор с 3 элементами
Первичный вектор выравнивания (в системе координат тела) в виде вектора с 3 элементами.
Зависимости
Чтобы включить этот порт, установите Primary alignment (body-frame) на Port.
Типы данных: double
A2b — Вторичный вектор выравнивания
Вектор с 3 элементами
Вторичный вектор выравнивания (в системе координат тела) в виде вектора с 3 элементами.
Зависимости
Чтобы включить этот порт, установите Secondary alignment (Body-frame) на Port.
Типы данных: double
C1lvlh — Первичный ограничительный вектор
Вектор с 3 элементами
Первичный ограничительный вектор в виде вектора с 3 элементами, в ограничении координируют систему координат.
Зависимости
Чтобы включить этот порт, установите:
Pointing mode к
Custom.Primary constraint (CCF) к
Port.
Типы данных: double
C2lvlh — Вторичное ограничение
Вектор с 3 элементами
Вторичный ограничительный вектор в виде вектора с 3 элементами.
Зависимости
Чтобы включить этот порт, установите Secondary constraint (CCF) на Port.
Типы данных: double
Вывод
qtgtb — Самый короткий кватернион
Вектор с 4 элементами (скаляр сначала)
Самый короткий кватернион, которым можно вращаться от текущей ориентации космического корабля до желаемой ориентации (в системе координат тела) в виде вектора с 3 элементами.
Типы данных: double
Параметры
Port coordinate frame — Координатная система координат для положения, скорости и портов отношения
ICRF (значение по умолчанию) | Fixed-frame
Координатная система координат для положения, скорости и портов (q) отношения. Для получения дополнительной информации о системах координат, см. Алгоритмы.
Программируемое использование
Параметры блоков:
portFrame |
| Ввод: символьный вектор |
Значения:
'ICRF' | 'Fixed-frame' |
Значение по умолчанию:
'ICRF' |
Pointing mode — Первичный векторный режим обращения выравнивания
Point at nadir (значение по умолчанию) | Point at celestial body | Point at LatLonAlt | Custom
Первичный векторный режим обращения выравнивания в виде Point at nadir, Point at celestial body, Point at LatLonAlt, или Custom.
Программируемое использование
Параметры блоков:
pointingMode |
| Ввод: символьный вектор |
Значения:
'Point at nadir' | 'Point at celestial body' | 'Point at LatLonAlt' | 'Custom' |
Значение по умолчанию:
'Point at nadir' |
Allow pointing mode change during run — Позвольте указывать изменение режима во время запуска
от (значения по умолчанию) | на
Чтобы позволить указывать изменение режима во время запуска, установите этот флажок. В противном случае снимите этот флажок.
Программируемое использование
Параметры блоков:
tunablePointing |
| Ввод: символьный вектор |
Значения:
'on' | 'off' |
Значение по умолчанию:
'on' |
Celestial target — Небесное тело
Sun (значение по умолчанию) | Mercury | Venus | Moon | Mars | Jupiter | Saturn | Uranus | Neptune | Pluto | Solar system barycenter | Earth-Moon barycenter
Небесное тело, с которым можно выровнять первичный вектор выравнивания.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Pointing mode на Point at celestial body.
Программируемое использование
Параметры блоков:
celestialTarget |
| Ввод: символьный вектор |
Значения:
'Sun' | 'Mercury' | 'Venus' | 'Moon' | 'Mars' | 'Jupiter' | 'Saturn' | 'Uranus' | 'Neptune' | 'Pluto' | 'Solar' | 'Solar system barycenter' | 'Earth-Moon barycenter' |
Значение по умолчанию:
'Sun' |
Primary alignment (body-frame) — Первичный вектор выравнивания
Dialog (значение по умолчанию) | Port
Первичный источник вектора выравнивания в виде Port или Dialog.
Port— Задайте массив выравнивания порта через порт A1b.Dialog— Задайте выравнивание порта вектор с 3 элементами в поле сопутствующего текста (значение по умолчанию[0 0 1]).
Зависимости
Чтобы задать массив выравнивания порта в текстовом поле, установите этот параметр на Dialog.
Программируемое использование
Параметры блоков:
primaryAlignmentSrc | когда primaryAlignmentSrc 'Dialog', используйте primaryAlignment установить первичный вектор выравнивания |
| Ввод: символьный вектор |
Значения:
'Port' | 'Dialog' | первичный вектор выравнивания, заданный вектор с 3 элементами |
Значение по умолчанию:
'Dialog' |
Secondary alignment (body-frame) — Вторичный вектор выравнивания
Dialog (значение по умолчанию) | Port
Вторичный источник вектора выравнивания в виде Port или Dialog.
Port— Задайте массив выравнивания порта через порт A2b.Dialog— Задайте выравнивание порта вектор с 3 элементами в поле сопутствующего текста (значение по умолчанию[1 0 0]).
Зависимости
Чтобы задать массив выравнивания порта в текстовом поле, установите этот параметр на Dialog.
Программируемое использование
Параметры блоков:
seconaryAlignmentSrc | когда seconaryAlignmentSrc 'Dialog', используйте secondaryAlignment установить вторичный вектор выравнивания |
| Ввод: символьный вектор |
Значения:
'Port' | 'Dialog' | вторичный вектор выравнивания в виде вектора с 3 элементами |
Значение по умолчанию:
'Dialog' |
Constraint coordinate frame, CCF — Ограничительная система координат координаты
ICRF (значение по умолчанию) | Fixed-frame | LVLH | NED | Body-fixed
Координатная система координат, в которой ограничительные векторы обеспечиваются в виде ICRF, Fixed-frame, LVLH, NED, или Body-fixed. Для получения дополнительной информации о системах координат, см. Алгоритмы.
Программируемое использование
Параметры блоков:
constraintFrame |
| Ввод: символьный вектор |
Значения:
'ICRF' | 'Fixed-frame' | 'LVLH' | 'NED' | 'Body-fixed' |
Значение по умолчанию:
'ICRF' |
Primary constraint (CCF) — Первичное ограничение
Dialog (значение по умолчанию) | Port
Первичный ограничительный источник вектора в виде Port или Dialog.
Port— Задайте первичный ограничительный массив через порт C1b.Dialog— Задайте ограничение порта вектор с 3 элементами в поле сопутствующего текста (значение по умолчанию[1 0 0]).
Зависимости
Чтобы задать массив выравнивания порта в текстовом поле, установите этот параметр на
Dialog.Этот параметр затронут, когда Constraint coordinate frame (CCF) установлен в
Custom.
Программируемое использование
Параметры блоков:
primaryConstraintSrc | когда primaryConstraintSrc 'Dialog', используйте primaryConstraint установить первичный ограничительный вектор |
| Ввод: символьный вектор |
Значения:
'Port' | 'Dialog' | первичный ограничительный вектор в виде вектора с 3 элементами |
Значение по умолчанию:
'Dialog' |
Secondary constraint (CCF) — Вторичное ограничение
Dialog (значение по умолчанию) | Port
Вторичный ограничительный источник вектора в виде Port или Dialog.
Port— Задайте вторичный ограничительный массив через порт C1b.Dialog— Задайте ограничение порта вектор с 3 элементами в поле сопутствующего текста (значение по умолчанию[0 1 0]).
После того, как первичный вектор выравнивания выравнивается с первичным ограничительным вектором, чтобы полностью задать вращение, блок пытается выровнять вторичный вектор выравнивания с вектором вращения. Вектор вращения должен быть вторичным ограничительным вектором.
Принимая во внимание, что первичное ограничение включено только для пользовательского режима обращения, вторичное ограничение всегда включается.
Зависимости
Чтобы задать массив выравнивания порта в текстовом поле, установите этот параметр на Dialog.
Программируемое использование
Параметры блоков:
secondaryConstraintSrc | когда secondaryConstraintSrc 'Dialog', используйте secondaryConstraint установить вторичный ограничительный вектор |
| Ввод: символьный вектор |
Значения:
'Port' | 'Dialog' | вторичный ограничительный вектор в виде вектора с 3 элементами |
Значение по умолчанию:
'Dialog' |
Алгоритмы
Блок Attitude Profile использует центральные Землей и центральные транспортным средством системы координат.
Центральные землей системы координат
Центральная Землей система координат использует системы координат фиксированной системы координат и ICRF:
Международная Астрономическая Система координат. Эта система координат может быть обработана как равная системе координат ECI, понятой в J2000 (1 января 2000 12:00:00 TT. Для получения дополнительной информации см. Координаты ECI.
Фиксированная система координат — фиксированная система координат для Земли, которую использует этот блок, является Международной наземной системой координат (ITRF). Эта система координат понята сокращением IAU2000/2006 от системы координат ICRF. Эта система координат часто описывается как сосредоточенная Землей зафиксированная Землей система координат.
Центральные транспортным средством системы координат
Центральная транспортным средством система координат работает в системе координат тела, северо-востоке вниз (NED) и локальной вертикальной, локальной горизонтали (LVLH) системы координат.
Система координат тела — Фиксированный и в источнике и в ориентации к движущемуся ремеслу. Для получения дополнительной информации смотрите Координаты Тела.
Северо-восток вниз — Неинерционная система с ее источником, зафиксированным в центре тяжести самолета или космического корабля. Для получения дополнительной информации см. Координаты NED.
Локальная вертикальная, локальная горизонталь — Также известный как относящуюся к космическому кораблю систему координат, Гауссову систему координат или систему координат орбиты. LVLH является системой координат ускорения вращения, обычно используемой в исследованиях относительного движения, таких как маневрирование транспортного средства. Оси этой системы координат:
R - ось — Точки, исходящие от относящегося к космическому кораблю источника вдоль его радиус-векторов (относительно центра Земли). Измерения вдоль этой оси упоминаются как радиальные.
W - ось — Точки, нормальные к орбитальной плоскости. Измерения вдоль этой оси упоминаются как перекрестная дорожка.
S - ось — Завершает правую систему координат. Эта ось указывает в направлении вектора скорости, но только параллельна ему для круговых орбит. Измерения вдоль этой оси упоминаются как вдоль дорожки или поперечные.