Распространение орбиты одного или нескольких космических аппаратов
Aerospace Blockset/Космические аппараты/Динамика космических аппаратов
Блок Orbit Propagator распространяет орбиту одного или нескольких космических аппаратов методом распространения. Библиотека содержит две версии блока Orbit Propagator, предварительно сконфигурированные для этих методов распространения:
Kepler (невозмутимый) - универсальная переменная формулировка Kepler (быстрее)
Численный (высокая точность) - Более точный
Для получения дополнительной информации о методах распространения, которые использует Orbit Propagator блок, см. «Методы распространения орбиты».
Можно задать начальные орбитальные состояния на вкладке Orbit как:
Набор орбитальных элементов
Векторы положения и состояния скорости в Международной небесной системе координат (ICRF) или системах координат с фиксированной системой координат.
Блок использует кватернионы, которые задаются с помощью скалярно-первого соглашения.
Для получения дополнительной информации о системах координат, используемых Orbit Propagator блоком, см. «Системы координат».
Aicrf
- Приложенное ускорениеУскорение, примененное к космическому аппарату относительно системы координат порта (ICRF или фиксированная система координат), заданное как вектор с 3 элементами или массив m на 3, на текущем временном шаге.
Чтобы включить этот порт:
Установите Propagation method значение Numerical (high precision)
.
Установите флажок Input external accelerations.
Типы данных: double
φθψ
- Углы библиотекы Луны Углы библиотекы Луны для преобразования между ICRF и ориентированной на Луну фиксированной системой координат с помощью ориентированной на Луну системы Основной оси (PA), заданной как 3-элементный вектор. Чтобы получить эти значения, используйте блок Moon Libration.
Примечание
Фиксированный кадр, используемый этим блоком, когда Central body установлено на Moon
- система Средняя ось Земли/полюса (ME). Для получения дополнительной информации см. «Алгоритмы».
Чтобы включить этот порт:
Установите Propagation method значение Numerical (high precision)
.
Установите Central body значение Moon
.
Установите флажок Input Moon libration angles.
Типы данных: double
αδW
- Прямое восхождение, склонение и угол поворотаОсь вращения центрального тела - мгновенное прямое восхождение, склонение и угол поворота, заданный как 3-элементный вектор. Этот порт доступен только для пользовательских центральных тел.
Чтобы включить этот порт:
Установите Propagation method значение Numerical (high precision)
.
Установите Central body значение Custom
.
Установите Central body spin axis source значение Port
.
Типы данных: double
Xicrf
- Положение космического аппаратаПоложение космического аппарата относительно (ICRF или неподвижный кадр), возвращаемое в виде вектора с 3 элементами или массива m -by-3, где m количество космических аппаратов, на текущем временном шаге. Размер начальных условий, представленных на вкладке Orbit, управляет размерностью порта .
Типы данных: double
Vicrf
- СкоростьСкорость космического аппарата относительно ICRF или фиксированного кадра, возвращаемая в виде вектора с 3 элементами или массива m-на-3, где m - количество массивов космических аппаратов, на текущем временном шаге. Размер начальных условий, представленных на вкладке Orbit, управляет размерностью порта .
Типы данных: double
qicrf2ff
- ПреобразованиеПреобразование между системой координат ICRF и фиксированной системой координат, возвращаемое как вектор с 4 элементами (скаляром первым), на текущем временном шаге.
Чтобы включить этот порт:
Установите Propagation method значение Numerical (high precision)
.
Установите флажок Output quaternion (ICRF to Fixed-frame).
Типы данных: double
tutc
- Время в текущем временном шагеВремя на текущем временном шаге, возвращаемое как:
скаляр - Если вы задаете параметр Start data/time как юлианскую дату.
Вектор с 6 элементами - Если вы задаете параметр Start data/time как григорианскую дату с шестью элементами (год, месяц, день, часы, минуты, секунды).
Это значение равно Start date/time значения параметров + the elapsed simulation time.
Чтобы включить этот параметр, установите флажок Output current date/time (UTC Julian date).
Типы данных: double
Propagation method
- Метод распространения орбитыKepler (unperturbed)
(по умолчанию) | Numerical (high precision)
Метод распространения орбиты, заданный как:
Kepler (unperturbed)
- Использует универсальную формулировку задачи Кеплера для определения положения и скорости космического аппарата на каждом временном шаге. Этот метод быстрее, чем Numerical (high precision)
.
Numerical (high precision)
- Определите положение и скорость космического аппарата в каждом временном шаге с помощью численного интегрирования. Эта опция моделирует силу тяжести центрального тела на основе настроек на вкладке Central body. Этот метод точнее Kepler (unperturbed)
но медленнее.
Параметры блоков:
propagator
|
Тип: Вектор символов |
Значения:
'Kepler (unperturbed)' | 'Numerical (high precision)' |
По умолчанию:
'Kepler (unperturbed)' |
Input external accelerations
- Входные дополнительные ускоренияЧтобы включить дополнительные внешние ускорения в интегрирование уравнений движения космического аппарата, установите этот флажок. В противном случае снимите этот флажок.
Чтобы включить этот флажок, установите Propagation method равным Numerical (high precision)
.
Параметры блоков:
accelIn
|
Тип: Вектор символов |
Значения:
'off' | 'on' |
По умолчанию:
'off'
|
External acceleration coordinate frame
- Система координат для дополнительных ускоренийICRF
(по умолчанию) | Fixed-frame
Входные дополнительные ускорения, заданные как ICRF
или Fixed-frame
. Эти ускорения включены в интегрирование уравнений движения космического аппарата.
Чтобы включить этот параметр:
Установите Propagation method значение Numerical (high precision)
Установите флажок Input external accelerations
Параметры блоков:
accelFrame
|
Тип: Вектор символов |
Значения:
'ICRF' | 'Fixed-frame' |
По умолчанию:
'ICRF'
|
State output coordinate frame
- Координатная система координат портаКоординатная система координат для выходных портов, заданная как ICRF
или Fixed-frame
. Эти метки портов затронуты:
Выходной порт X
Выходной порт V
Чтобы включить этот параметр, установите Propagation method равным Numerical (high precision)
.
Параметры блоков:
outportFrame
|
Тип: Вектор символов |
Значения:
'ICRF' | 'Fixed-frame' |
По умолчанию:
'ICRF'
|
Start date/time (UTC Julian date)
- Начальное время запуска для симуляцииjuliandate (2020, 1, 1, 12, 0, 0)
(по умолчанию) | действительную скалярную юлианскую дату | действительную григорианскую дату, включая год, месяц, день, часы, минуты, секунды в качестве вектора с 6 элементами для григорианских датНачальная дата и время начала симуляции, заданные как юлианская или григорианская дата. Блок определяет начальные условия, используя это значение.
Совет
Чтобы вычислить юлианскую дату, используйте juliandate
функция.
Параметры блоков:
startDate
|
Тип: Вектор символов |
Значения: 'juliandate(2020, 1, 1, 12, 0, 0)' | скалярную юлианскую дату | действительную григорианскую дату, включая год, месяц, день, часы, минуты, секунды в виде вектора с 6 элементами |
По умолчанию:
'juliandate(2020, 1, 1, 12, 0, 0)' |
Output current date/time (UTC Julian date)
- Добавить выходной порт tutcЧтобы вывести текущую дату или время, установите этот флажок. В противном случае снимите этот флажок.
Параметры блоков:
dateOut
|
Тип: Вектор символов |
Значения:
'off' | 'on' |
По умолчанию:
'off'
|
Action for out-of-range input
- Поведение блоков вне области допустимого значенияWarning
(по умолчанию) | Error
| None
Поведение блоков вне области допустимого, заданное следующим образом:
Действие | Описание |
---|---|
None
| Никаких действий. |
Warning
| Предупреждение отображается в MATLAB® Командное окно. Симуляция модели продолжается. |
Error (по умолчанию) | MATLAB возвращает исключение. Симуляция модели остановки. |
Параметры блоков: action |
Тип: Вектор символов |
Значения: 'None' | 'Warning' | 'Error' |
По умолчанию: 'Warning' |
Задайте начальные состояния космического аппарата.
Initial state format
- Входной метод для начальных состояний орбитыOrbital elements
(по умолчанию) | ICRF state vector
| Fixed-frame state vector
Входной метод для начальных состояний орбиты, заданный как Orbital elements
, ICRF state vector
, или Fixed-frame state vector
.
Доступные опции основаны на Propagation method настройках:
Кеплер (невозмутимый) | Численный (высокая точность) |
---|---|
Орбитальные элементы | Орбитальные элементы |
Вектор состояния ICRF | Вектор состояния ICRF |
— | Вектор состояния фиксированного кадра |
Параметры блоков
stateFormatKep когда propagator установлено в Kepler (unperturbed) , stateFormatNum когда propagator установлено в Numerical (high precision) |
Тип: Вектор символов |
Значения:
'Orbital elements' | 'ICRF state vector' когда propagator установлено в 'Kepler (unperturbed)' | 'Orbital elements' | 'ICRF state vector' | 'Fixed-frame state' когда propagator установлено в 'Numerical (high precision)' |
По умолчанию:
'Orbital elements'
|
Orbit Type
- Классификация орбитKeplerian
(по умолчанию) | Elliptical equatorial
| Circular
| Circular equatorial
Классификация орбиты, заданная как:
Keplerian
- Моделирует эллиптические, параболические и гиперболические орбиты с помощью шести стандартных орбитальных элементов Кеплера.
Elliptical equatorial
- Полностью задайте экваториальную орбиту, где наклон составляет 0 или 180 степени, и правильное восхождение восходящего узла не определено.
Circular
- задайте круговую орбиту, где эксцентриситет равен 0, и аргумент периапсиса не определен. Чтобы полностью задать круговую орбиту, выберите Circular equatorial
.
Circular equatorial
- Полностью задайте круговую орбиту, где эксцентриситет равен 0, и аргумент периапсиса не определен.
Чтобы включить этот параметр, установите Initial state format равным Orbital elements
.
Параметры блоков:
orbitType
|
Тип: Вектор символов |
Значения:
'Keplerian' | 'Elliptical equatorial' | 'Circular inclined' | 'Circular equatorial' |
По умолчанию:
'Keplerian'
|
Semi-major axis
- Половина большой оси эллипсаПоловина большой оси эллипсиса, заданная как 1-D массив, размер которого является количеством космических аппаратов.
Для параболических орбит этот блок интерпретирует этот параметр как радиус периапсиса (расстояние от периапсиса до точки особого внимания орбиты).
Для гиперболических орбит этот блок интерпретирует этот параметр как расстояние от периапсиса до центра гиперболы.
Чтобы включить этот параметр, установите Initial state format равным Orbital elements
.
Параметры блоков:
semiMajorAxis
|
Тип: Вектор символов |
Значения: скаляр | 1-D массив m размера, количество космических аппаратов |
По умолчанию:
'6786000'
|
Eccentricity
- Отклонение орбитыОтклонение орбиты от совершенного круга, заданное как скаляр или 1-D массив размера, который является количеством космических аппаратов, где эксцентриситет является формой эллипса.
Если для Orbit типа задано значение Keplerian
, значение может быть:
0
для круговой орбиты
Между 0
и 1
для эллиптической орбиты
1
для параболической орбиты
Больше 1
для гиперболической орбиты
Чтобы включить этот параметр, установите:
Initial state format с Orbital elements
.
Orbit type с Keplerian
или Elliptical equatorial
.
Параметры блоков:
eccentricity
|
Тип: Вектор символов |
Значения:
0.01 | скалярный | 1-D массив m размера, количество космических аппаратов |
По умолчанию:
'0.01'
|
Inclination (deg)
- Угол наклона орбитальной плоскости CubeSatВертикальный наклон эллипса относительно базовой плоскости, измеренного в восходящем узле, заданный как скаляр или 1-D массив размера m количества космических аппаратов, в заданных модулях.
Чтобы включить этот параметр, установите:
Initial state format с Orbital elements
Orbit type с Keplerian
или Circular inclined
Параметры блоков:
inclination
|
Тип: Вектор символов |
Значения: 50 | скалярный | 1-D массив размера m количества космических аппаратов | степенях от 0 до 180 | радианах от 0 до pi |
По умолчанию:
'50'
|
RAAN (deg)
- Угловое расстояние в экваториальной плоскости0
и 360
| 1-D массив размера m количества космических аппаратовПрямое восхождение восходящего узла (RAAN), заданное как значение между 0
и 360
, заданный как скаляр или 1-D массив размера m являющийся количеством космических аппаратов, в заданных модулях. RAAN - угловое расстояние вдоль плоскости отсчета от оси x ICRF до местоположения восходящего узла (точки, в которой корабль пересекает базовую плоскость с юга на север ).
Чтобы включить этот параметр, установите:
Initial state format с Orbital elements
.
Orbit type с Keplerian
или Circular inclined
.
Параметры блоков:
raan
|
Тип: Вектор символов |
Значения:
95 | скалярное значение между 0 и 360 | 1-D массив размера m количества космических аппаратов |
По умолчанию:
'95'
|
Argument of periapsis (deg)
- Угол от восходящего узла космического аппарата до периапсиса
и 360
| радианы между 0
и 2*pi
| 1-D массив размера m, количество космических аппаратовУгол от восходящего узла КА до периапсиса (ближайшей точки орбиты к центральному телу), заданный как 1-D массив размеров m то есть количество КА, в заданных модулях.
Чтобы включить этот параметр, установите:
Initial state format с Orbital elements
Orbit type с Keplerian
Параметры блоков:
argPeriapsis
|
Тип: Вектор символов |
Значения: скаляр | степени между 0 и 360 | радианы между 0 и 2*pi | 1-D массив размера m, количество космических аппаратов |
По умолчанию:
'93'
|
True anomaly
- Угол между периапсисом и начальным положением космического аппарата
и 360
| радианы между 0
и 2*pi
| 1-D массив размера m, количество космических аппаратовУгол между периапсисом (ближайшая точка орбиты к центральному телу) и начальным положением космического аппарата вдоль его орбиты на Start date/time, заданный в виде скалярного или 1-D массива размером, равным количеству космического аппарата, в заданных модулях.
Чтобы включить этот параметр, установите:
Initial state format с Orbital elements
.
Orbit type с Keplerian
или Elliptical inclined
.
Параметры блоков:
trueAnomaly
|
Тип: Вектор символов |
Значения:
'203' | скаляр | степенях между 0 и 360 | радианы между 0 и 2*pi | 1-D массив размера m, количество космических аппаратов |
По умолчанию:
'203'
|
Argument of latitude (deg)
- Угол между восходящим узлом и начальным положением космического аппарата0
и 360
| радианы между 0
и 2*pi
| 1-D массив размера m, количество космических аппаратовУгол между восходящим узлом и начальным положением космического аппарата вдоль его орбиты на Start date/time, заданный в виде скалярного или 3-элементного вектора или 1-D массива размерного числа космического аппарата, в заданных модулях.
Чтобы включить этот параметр, установите:
Initial state format с Orbital elements
.
Orbit Type с Circular inclined
.
Параметры блоков:
argLat
|
Тип: Вектор символов |
Значения:
'200' | скаляр | степенях между 0 и 360 | радианы между 0 и 2*pi | 1-D массив размера m, количество космических аппаратов |
По умолчанию:
'200'
|
Longitude of periapsis (deg)
- Угол между ICRF x осью и вектором эксцентриситета0
и 360
| радианы между 0
и 2*pi
| 1-D массив размера m, количество космических аппаратовУгол между осью X ICRF и вектором эксцентриситета, заданный как скалярный или 3-элементный вектор или 1-D массив размера космического аппарата, в заданных модулях.
Чтобы включить этот параметр, установите:
Initial state format с Orbital elements
.
Orbit type с Circular equatorial
.
Параметры блоков:
lonPeriapsis
|
Тип: Вектор символов |
Значения: 100 | скаляром | степенями между 0 и 360 | радианы между 0 и 2*pi | 1-D массив размера m, количество космических аппаратов |
По умолчанию:
'100'
|
True longitude (deg)
- Угол между осью x ICRF и начальным положением космического аппарата0
и 360
| радианы между 0
и 2*pi
| 1-D массив размера m, количество космических аппаратовУгол между осью X ICRF и исходным положением космического аппарата вдоль его орбиты на Start date/time, заданный как скаляр или 1-D массив размерных m, количества космического аппарата, в заданных модулях.
Чтобы включить этот параметр, установите:
Initial state format с Orbital elements
.
Orbit type с Elliptical equatorial
.
Параметры блоков:
trueLon
|
Тип: Вектор символов |
Значения:
'150' | скаляр | степенях между 0 и 360 | радианы между 0 и 2*pi | 1-D массив размера m, количество космических аппаратов |
По умолчанию:
'150'
|
ICRF position
- Декартовый вектор положения космического аппарата[3649700.0 3308200.0 -4676600.0]
(по умолчанию) | трехэлементный вектор для одиночного космического аппарата или 2-D массива размером m -by-3 из нескольких космических аппаратовДекартовый вектор положения космического аппарата в системе координат ICRF на Start date/time, заданный как 3-элементный вектор для одиночного космического аппарата или 2-D массива размером m-на-3 массива из нескольких космических аппаратов .
Чтобы включить этот параметр, установите Initial state format равным ICRF state vector
.
Параметры блоков:
inertialPosition
|
Тип: Вектор символов |
Значения:
[3649700.0 3308200.0 -4676600.0] | 3-элементный вектор для одного космического аппарата или 2-D массива размером m -by-3 из нескольких космических аппаратов |
По умолчанию:
'[3649700.0 3308200.0 -4676600.0]' |
ICRF velocity
- Декартовый вектор скорости космического аппарата [-2750.8 6666.4 2573.4]
(по умолчанию) | трехэлементный вектор для одиночного космического аппарата или 2-D массива размером m -by-3 из нескольких космических аппаратовДекартовый вектор скорости космических аппаратов в системе координат ICRF на Start date/time, заданный как 3-элементный вектор для одиночного космического аппарата или 2-D массива размером m-на-3 массива нескольких космических аппаратов.
Чтобы включить этот параметр, установите Initial state format равным ICRF state vector
.
Параметры блоков:
inertialVelocity
|
Тип: Вектор символов |
Значения:
[-2750.8 6666.4 2573.4] | 3-элементный вектор для одного космического аппарата или 2-D массива размером m -by-3 из нескольких космических аппаратов |
По умолчанию:
'[-2750.8 6666.4 2573.4]' |
Fixed-frame position
- Вектор положения космического аппаратаДекартовый вектор положения космического аппарата в системе координат с фиксированной системой координат на Start date/time, заданный как 3-элементный вектор для одиночного космического аппарата или 2-D массива размером m-на-3 массива из нескольких космических аппаратов.
Чтобы включить этот параметр, установите:
Propagation method с Numerical (high precision)
.
установите Initial state format значение Fixed-frame state vector
.
Параметры блоков:
fixedPosition
|
Тип: Вектор символов |
Значения:
'[-4142689.0 -2676864.7 -4669861.6]' | 3-элементный вектор для одного космического аппарата или 2-D массива размером m -by-3 из нескольких космических аппаратов |
По умолчанию:
'[-2750.8 6666.4 2573.4]' |
Fixed-frame velocity
- Вектор скорости космического аппаратаДекартовый вектор скорости космического аппарата в системе координат с фиксированной системой координат на Start date/time, заданный как 3-элементный вектор для одиночного космического аппарата или 2-D массива размером m-на-3 массива из нескольких космических аппаратов.
Чтобы включить этот параметр, установите:
Propagation method с Numerical (high precision)
.
Initial state format с Fixed-frame state vector
.
Параметры блоков:
fixedVelocity
|
Тип: Вектор символов |
Значения:
'[1452.7 -6720.7 2568.1]' | 3-элементный вектор для одного космического аппарата или 2-D массива размером m -by-3 из нескольких космических аппаратов |
По умолчанию:
'[1452.7 -6720.7 2568.1]' |
Central body
- Небесное тело, вокруг которого вращается космический аппаратEarth
(по умолчанию) | Moon
| Mercury
| Venus
| Mars
| Jupiter
| Saturn
| Uranus
| Neptune
| Custom
Небесное тело, заданное как Earth
, Moon
, Mercury
, Venus
, Mars
, Jupiter
, Saturn
, Uranus
, Neptune
, или Custom
, вокруг которого вращается космический аппарат, заданный на вкладке Orbit.
Параметры блоков:
centralBody
|
Тип: Вектор символов |
Значения:
'Earth' | 'Moon' | 'Mercury' | 'Venus' | 'Mars' | 'Jupiter' | 'Saturn' | 'Uranus' | 'Neptune' | 'Custom' | |
По умолчанию:
'Earth'
|
Gravitational potential model
- Управляйте гравитационной моделью для центрального телаSpherical harmonics
когда Central body установлено на Earth
, Moon
, Mars
, или Custom
, Oblate эллипсоид, когда Central body установлено на Mercury
, Venus
, Jupiter
, Saturn
, Uranus
, или Neptune
(по умолчанию) | None
| Point-mass
| Oblate ellipsoid (J2)
Управляйте гравитационной моделью для центрального тела, заданной как Spherical harmonics
, Point-mass
, или Oblate ellipsoid (J2)
.
Чтобы включить этот параметр, установите Propagation method равным Numerical (high precision)
. Доступные опции основаны на Central body настройках:
Земля, Луна, Марс или Пользовательский | Меркурий, Венера, Юпитер, Сатурн, Уран или Нептун |
---|---|
None | None |
Spherical harmonics | Oblate ellipsoid (J2) |
Point-mass | Point-mass |
Oblate ellipsoid (J2) | — |
Параметры блоков:
gravityModel когда centralBody установлено на 'Earth' , 'Moon' , 'Mars' , или 'Custom' | gravityModelnoSH когда centralBody установлено на Mercury , Venus , Jupiter , Saturn , Uranus , или Neptune |
Тип: Вектор символов |
Значения:
'Spherical harmonics' | 'None' | 'Point-mass' | 'Oblate ellipsoid (J2)' когда centralBody установлено на 'Earth' , 'Moon' , 'Mars' , или 'Custom' ; 'Point-mass' | 'Oblate ellipsoid (J2)' когда centralBody установлено на Mercury , Venus , Jupiter , Saturn , Uranus , или Neptune |
По умолчанию:
'Spherical harmonics' когда centralBody установлено на 'Earth' , 'Moon' , 'Mars' , или 'Custom' ; 'Oblate ellipsoid (J2)' когда centralBody установлено на Mercury , Venus , Jupiter , Saturn , Uranus , или Neptune |
Spherical harmonic model
- Сферическая гармоническая модельEGM2008
для Central body установлено значение Earth
, LP-100K
для Central body установлено значение Moon
, GMM2B
для Central body установлено значение Mars
, (по умолчанию) | EGM96
| EIGEN-GL04C
| LP-165P
Модель сферического гармонического гравитационного потенциала, заданная согласно заданному Central body.
Чтобы включить этот параметр, установите Propagation method равным Numerical (high precision)
. Доступные опции основаны на Central body настройках:
Центральный корпус | Опция сферической гармонической модели |
---|---|
Земля | EGM2008, EGM96 или EIGEN-GL04C |
Луна | LP-100K или LP-165P |
Марс | GMM2B |
Параметры блоков:
'earthSH' когда centralBody установлено на 'Earth' | 'moonSH' когда centralBody установлено на 'Moon' | 'marsSH' когда centralBody установлено на 'Mars' |
Тип: Вектор символов |
Значения:
'EGM2008' | 'EGM96' | 'EIGEN-GL04C' когда centralBody установлено на 'earthSH' ; 'LP-100K' | 'LP-165P' когда centralBody установлено на 'moonSH' ; 'GMM2B' когда centralBody установлено на 'marsSH' |
По умолчанию:
'Spherical harmonics' |
Spherical harmonic coefficient file
- Гармонический коэффициент MAT-файлaerogmm2b.mat
(по умолчанию) | гармонический коэффициент MAT-файлГармонический коэффициент MAT-файл, который содержит определения для пользовательской планетарной модели, заданные в виде вектора символов или строки.
Этот файл должен содержать:
Переменная | Описание |
---|---|
Re | Скаляр экваториального радиуса планеты в метрах (м). |
GM | Скаляр планетарного гравитационного параметра в метрах, кубических в секунду в квадрате (m3/ с2) . |
degree | Скаляр максимальной степени. |
C | (degree + 1) -by- (degree + 1) матрица, содержащая нормализованные сферические гармонические коэффициенты матрица, C. |
S | (degree + 1) -by- (degree + 1) матрица, содержащая нормализованные сферические гармонические коэффициенты матрица, S. |
Чтобы включить этот параметр, установите:
Propagation method с Numerical (high precision)
.
Central body с Custom
.
Gravitational potential model с Spherical harmonics
.
Параметры блоков:
shFile
|
Тип: Вектор символов |
Значения:
'aerogmm2b.mat' | гармонический коэффициент MAT-файл |
По умолчанию:
'aerogmm2b.mat'
|
Degree
- Степень гармонической модели120
(по умолчанию) | скаляром | максимум 2159Степень гармонической модели, заданная как двойной скаляр:
Модель планеты | Рекомендуемая степень | Максимальная степень |
---|---|---|
| 120 | 2159 |
| 70 | 360 |
| 60 | 100 |
| 60 | 165 |
| 60 | 80 |
| 70 | 360 |
Чтобы включить этот параметр, установите:
Propagation method с Numerical (high precision)
.
Central body с Earth
, Moon
, Mars
, или Custom
.
Gravitational potential model с Spherical harmonics
.
Параметры блоков:
shDegree
|
Тип: Вектор символов |
Значения:
'80' | скаляр |
По умолчанию:
'80'
|
Use Earth orientation parameters (EOPs)
- Используйте параметры ориентации ЗемлиУстановите этот флажок, чтобы использовать параметры ориентации Земли для преобразования между системами координат ICRF и фиксированной системы координат. В противном случае снимите этот флажок.
Чтобы включить этот параметр, установите:
Propagation method с Numerical (high precision)
.
Central body с Earth
.
Параметры блоков:
useEOPs
|
Тип: Вектор символов |
Значения:
'on' | 'off' |
По умолчанию:
'on'
|
IERS EOP data file
- Данные ориентации Землиaeroiersdata.mat
(по умолчанию) | MAT-файлПользовательский список данных ориентации Земли, заданный в MAT-файле.
Чтобы включить этот параметр:
Установите флажок Use Earth orientation parameters (EOPs).
Установите Propagation method значение Numerical (high precision)
.
Установите Central body значение Earth
.
Параметры блоков:
eopFile
|
Тип: Вектор символов |
Значения:
'aeroiersdata.mat' | MAT-file |
По умолчанию:
'aeroiersdata.mat'
|
Input Moon libration angles
- Скорость угла библиотекы ЛуныЧтобы задать углы библиотекы (
Чтобы включить этот параметр, установите:
Propagation method с Numerical (high precision)
.
Central body с Moon
.
Параметры блоков:
useMoonLib
|
Тип: Вектор символов |
Значения:
'off' | 'on' |
По умолчанию:
'off'
|
Output quaternion (ICRF to Fixed-frame)
- Добавьте выходной порт кватерниона преобразованияЧтобы добавить выходной порт кватерниона преобразования для преобразования кватерниона из ICRF в систему координат с фиксированной рамкой, установите этот флажок.
Чтобы включить этот флажок, установите Propagation method равным Numerical (high precision)
.
Параметры блоков:
outputTransform
|
Тип: Вектор символов |
Значения:
'off' | 'on' |
По умолчанию:
'off'
|
Central body spin axis source
- Источник спина центрального телаPort
(по умолчанию) | Dialog
Ось вращения центрального тела, заданная как Port
или Dialog
. Блок использует ось вращения, чтобы вычислить преобразование из ICRF в систему координат фиксированной системы координат для пользовательского центрального тела.
Чтобы включить этот параметр, установите:
Propagation method с Numerical (high precision)
.
Central body с Custom
.
Параметры блоков:
cbPoleSrc
|
Тип: Вектор символов |
Значения:
'Port' | 'Dialog' |
По умолчанию:
'Port'
|
Spin axis right ascension (RA) at J2000 (deg)
- Прямое восхождение оси вращения центрального тела на J2000317.68143
(по умолчанию) | двойной скалярПрямое восхождение оси вращения центрального тела на J2000 (2451545.0 JD, 2000 Jan 1 12:00:00 TT), заданное как двойной скаляр.
Чтобы включить этот параметр, установите:
Propagation method с Numerical (high precision)
.
Central body с Custom
.
Central body spin axis source с Dialog
.
Параметры блоков:
cbRA
|
Тип: Вектор символов |
Значения:
'317.68143' | двойной скаляр |
По умолчанию:
'317.68143'
|
Spin axis RA rate (deg/century)
- Скорость восхождения вправо оси вращения центрального тела-0.1061
(по умолчанию) | двойной скалярСкорость восхождения вправо оси вращения центрального тела, заданная как двойной скаляр, в заданных углах.
Чтобы включить этот параметр, установите:
Propagation method с Numerical (high precision)
.
Central body с Custom
.
Central body spin axis source с Dialog
.
Параметры блоков:
cbRARate
|
Тип: Вектор символов |
Значения:
'-0.1061' | двойной скаляр |
По умолчанию:
'-0.1061'
|
Spin axis declination (Dec) at J2000 (deg)
- Склонение оси вращения центрального тела при J200052.88650
(по умолчанию) | двойной скалярСклонение оси вращения центрального тела на J2000 (2451545.0 JD, 2000 Jan 1 12:00:00 TT), заданное как двойной скаляр.
Чтобы включить этот параметр, установите:
Propagation method с Numerical (high precision)
.
Central body с Custom
.
Central body spin axis source с Dialog
.
Параметры блоков:
cbDec
|
Тип: Вектор символов |
Значения:
'52.88650' | двойной скаляр |
По умолчанию:
'52.88650'
|
Spin axis Dec rate (deg/century)
- Скорость склонения оси вращения центрального тела-0.0609
(по умолчанию) | двойной скалярСкорость склонения оси вращения центрального тела, заданная как двойной скаляр, в заданных углах.
Чтобы включить этот параметр, установите:
Propagation method с Numerical (high precision)
.
Central body с Custom
.
Central body spin axis source с Dialog
.
Параметры блоков:
cbDecRate
|
Тип: Вектор символов |
Значения:
'-0.0609' | двойной скаляр |
По умолчанию:
'-0.0609'
|
Initial rotation angle at J2000 (deg)
- Угол поворота центрального тела x оси176.630
(по умолчанию) | двойной скалярУгол поворота центрального тела x относительно оси ICRF x -для J2000 (2451545.0 JD, 2000 Jan 1 12:00:00 TT), заданный в виде двойного скаляра, в заданных единицах угла .
Чтобы включить этот параметр, установите:
Propagation method с Numerical (high precision)
.
Central body с Custom
.
Central body spin axis source с Dialog
.
Параметры блоков:
cbRotAngle
|
Тип: Вектор символов |
Значения:
'176.630' | двойной скаляр |
По умолчанию:
'176.630'
|
Rotation rate (deg/day)
- Скорость вращения центрального тела x оси350.89198226
(по умолчанию) | двойной скалярСкорость вращения центрального тела x относительно оси ICRF x -оси (2451545.0 JD, 2000 Jan 1 12:00:00 UTC), заданная в виде двойного скаляра, заданный угол ед. в день.
Чтобы включить этот параметр, установите:
Propagation method с Numerical (high precision)
.
Central body с Custom
.
Central body spin axis source с Dialog
.
Параметры блоков:
cbRotRate
|
Тип: Вектор символов |
Значения:
'350.89198226' | двойной скаляр |
По умолчанию:
'350.89198226'
|
Equatorial radius
- Экваториальный радиус3396200
(по умолчанию) | двойной скалярЭкваториальный радиус для пользовательского центрального тела, заданный как двойной скаляр.
Чтобы включить этот параметр, установите:
Propagation method с Numerical (high precision)
.
Gravitational potential model с Point-mass
или Oblate ellipsoid (J2)
.
Параметры блоков:
customR
|
Тип: Вектор символов |
Значения:
'3396200' | двойной скаляр |
По умолчанию:
'3396200'
|
Flattening
- Коэффициент сглаживания0.00589
(по умолчанию) | двойной скалярКоэффициент уплощения для пользовательского центрального тела, заданный как двойной скаляр.
Чтобы включить этот параметр, установите:
Central body с Custom
.
Gravitational potential model с Point-mass
или Oblate ellipsoid (J2)
.
Параметры блоков:
customF
|
Тип: Вектор символов |
Значения:
'0.00589' | двойной скаляр |
По умолчанию:
'0.00589'
|
Gravitational parameter
- Гравитационный параметр4.305e13
(по умолчанию) | двойной скалярГравитационный параметр для пользовательского центрального тела, заданный как двойной скаляр.
Чтобы включить этот параметр, установите:
Central body с Custom
.
Gravitational potential model с Point-mass
или Oblate ellipsoid (J2)
.
Параметры блоков:
customMu
|
Тип: Вектор символов |
Значения:
'4.305e13' | двойной скаляр |
По умолчанию:
'4.305e13'
|
Second degree zonal harmonic (J2)
- Самый значительный или самый большой сферический гармонический термин1.0826269e-03
(по умолчанию) | двойной скалярСамый значительный или самый большой сферический гармонический термин, который учитывает убыльность небесного тела, задается как двойной скаляр.
Чтобы включить этот параметр, установите:
Propagation method с Numerical (high precision)
.
Central body с Custom
.
Gravitational potential model с Oblate ellipsoid (J2)
.
Параметры блоков:
customJ2
|
Тип: Вектор символов |
Значения:
'1.0826269e-03' | двойной скаляр |
По умолчанию:
'1.0826269e-03'
|
Units
- Параметрические и портовые модулиMetric (m/s)
(по умолчанию) | Metric (km/s)
| Metric (km/h)
| English (ft/s)
| English (kts)
Параметр и модули порта, заданные как:
Модули | Модули измерения расстояния | Скорости Модулей | Модули ускорения |
---|---|---|---|
Metric (m/s) | метры | м/с | м/с2 |
Metric (km/s) | километры | километров/сек | километров/сек2 |
Metric (km/h) | километры | километров/час | километров/час2 |
English (ft/s) | ноги | футов/сек | футов/сек2 |
English (kts) | морская миля | узлы | узлов/сек |
Параметры блоков:
units
|
Тип: Вектор символов |
Значения:
'Metric (m/s)' | 'Metric (km/s)' | 'Metric (km/h)' | 'English (ft/s)' | 'English (kts)' |
По умолчанию:
'Metric (m/s)'
|
Angle units
- Угловые модулиDegrees
(по умолчанию) | Radians
Параметр и модули порта для углов, заданные как Degrees
или Radians
.
Параметры блоков:
angleUnits
|
Тип: Вектор символов |
Значения:
'Degrees' | 'Radians' |
По умолчанию:
'Degrees'
|
Time format
- Формат времени для вывода даты и времени началаJulian date
(по умолчанию) | Gregorian
Формат времени для Start date/time (UTC Julian date) и выходного tutc порта, заданный как Julian date
или Gregorian
.
Параметры блоков:
timeFormat
|
Тип: Вектор символов |
Значения:
'Julian date' | 'Gregorian' |
По умолчанию:
'Julian date'
|
Блок Orbit Propagator работает в системах координат ICRF и фиксированной системы координат:
МКРФ - Международная небесная Система координат. Этот кадр можно рассматривать как равный системе координат ECI, реализованной в J2000 (1 января 2000 12:00:00 TT. Для получения дополнительной информации см. раздел «Координаты ECI».
Фиксированная система координат - Фиксированная система координат является общим термином для системы координат, которая фиксируется к центральному телу (его оси вращаются вместе с центральным телом и не фиксируются в инерционном пространстве).
Когда Propagation method Numerical (high precision)
, Central Body есть Earth
, и флажок Use Earth orientation parameters (EOPs) установлен, Фиксированная система координат для Земли является Международной террестильной системой отсчета (ITRF). Эта система координат реализуется путем сокращения IAU2000/2006 от системы координат ICRF с помощью предоставленного файла параметра ориентации земли. Если флажок Use Earth orientation parameters (EOPs) снят, блок все еще использует сокращение IAU2000/2006, но с параметрами ориентации Земли, установленными на 0
.
Когда Propagation method High precision (numerical)
, Central Body есть Moon
и флажок Input Moon libration angles установлен, система координат фиксированной системы координат для Луны является системой координат Mean Earth/pole оси (ME). Эта система координат реализована двумя преобразованиями. Во-первых, значения в системе координат ICRF преобразуются в систему основной оси (PA), ось, заданная углами библиотекы, предоставленными в качестве входов для блока. Для получения дополнительной информации см. раздел Moon Libration. Затем состояния преобразуются в систему ME с помощью фиксированной ротации из «Доклада Рабочей группы IAU/IAG по картографическим координатам и ротационным элементам: 2006» [5]. Если флажок Input Moon libration angles, фиксированная система координат определяется направлениями полюсов вращения и меридианов, определенными в «Отчете Рабочей группы IAU/IAG по картографическим координатам и элементам вращения: 2006» [5].
Когда Propagation method Numerical (high precision)
а Central Body есть Custom
, система координат фиксированной системы координат определена полюсами вращения, и главный меридиан, определенный блоком, ввел α, δ, W, или свойства оси вращения.
Во всех остальных случаях фиксированная система координат для каждого центрального органа определяется направлениями полюсов вращения и главных меридианов, определенными в «Докладе Рабочей группы МАС/МАГ по картографическим координатам и вращательным элементам: 2006» [5].
Блок Orbit Propagator поддерживает два метода распространения орбиты верхнего уровня: Kepler (unperturbed)
и Numerical (high precision)
.
Эта опция использует универсальные переменные и итерацию Ньютона-Рафсона, чтобы распространить орбиты спутника с течением времени. Этот аналитический алгоритм быстрый, но имеет ограничения. Распространенные орбиты учитывают только сферическую (точечно-массовую) силу тяжести центрального тела. Эта композиция не включает других возмущений.
Этот метод распространения всегда выполняется в промежуточной системе координат ICRF с источником в центре центрального тела. Учитывая начальное промежуточное положение r 0 и скорость v 0 в момент времени t 0, сначала найдите орбитальную энергию, ξ и обратную большой полуоси, α:
где μ - стандартный параметр тяготения центрального тела. Далее определите тип орбиты по знаку α.
α > 0 = > Круговая или эллиптическая
α < 0 = > Гиперболический
α ≈ 0 = > Параболический
Чтобы инициализировать итерацию Ньютона-Рафсона, выберите начальное предположение для χ на основе типа орбиты:
Круговая или эллиптическая орбита
где И t - размер шага распространения (временной шаг симуляции). Если И t превышает орбитальный период, оберните И t.
Параболическая орбита
где:
Гиперболическая орбита:
Выполните итерацию Ньютона-Рафсона во время |<reservedrangesplaceholder3>n-<reservedrangesplaceholder2><reservedrangesplaceholder1>-1| > tolerance.
где:
(если ψ > 0),
(если ψ < 0),
(если ψ ≈ 0),
Вычислим универсальные переменные , , , и .
Соберите векторы выхода положения и скорости:
Эта опция использует Simulink® решатель для интегрирования положения и скорости от ускорения свободного падения центрального тела в каждом временном степе симуляции (И t). Метод вычисления ускорения центрального тела зависит от текущей настройки для Gravitational potential model параметра. Можно также включить пользовательские компоненты ускорения в алгоритм распространения с помощью порта блока Aicrf (прикладное ускорение) входа. Для гравитационных моделей, которые включают несферические условия ускорения, блок вычисляет несферическую силу тяжести в системе координат с фиксированной системой координат (ITRF, в случае Земли). Однако численное интегрирование всегда выполняется в инерционной системе координат ICRF. Поэтому в каждом временном шаге блок:
Преобразует положение и состояния скорости в фиксированную систему координат.
Вычисляет несферическую силу тяжести в неподвижной системе координат.
Преобразует полученное ускорение в инерционную систему координат, где оно суммируется с другими терминами ускорения и интегрировано.
Point-mass
(доступно для всех центральных органов)
Эта опция рассматривает центральное тело как точечную массу, включая только эффекты сферической гравитации с помощью закона Ньютона универсального тяготения.
где μ - стандартный параметр тяготения центрального тела.
Oblate ellipsoid (J2)
(доступно для всех центральных органов)
В сложение к сферической гравитации эта опция включает возмущающие эффекты зонального коэффициента гармонической гравитации второй степени J 2, учитывающие удаленность центрального тела. J 2 составляет подавляющее большинство центральных органов гравитационного отхода от совершенной сферы.
где:
учитывая частные производные в сферических координатах:
где:
ϕ и λ - Спутниковая геоцентрическая широта и долгота.
P 2,0 и P 2,1 - функции Associated Legendre.
μ - Стандартный параметр тяготения центрального тела.
R cb - экваториальный радиус центрального тела.
Преобразование fixed2inertial
преобразует положение, скорость и ускорение фиксированного кадра в систему координат ICRF с источником в центре центрального тела с учетом центробежного и кориолисового ускорения. Для получения дополнительной информации о фиксированных и промежуточных системах координат, используемых для каждого центрального тела, см. «Системы координат».
Spherical Harmonics
(доступно для Земли, Луны, Марса, Пользовательского)
Эта опция добавляет повышенную точность путем включения эффектов возмущения более высокого порядка с учетом зональной, секторальной и тессеральной гармоник. Для ссылки зональная гармоника второй степени порядка нулей J 2 = - C 20. Модель Spherical Harmonics учитывает гармоники до максимальной степени l = l max, которая варьируется в зависимости от центрального тела и геопотенциальной модели.
где:
учитывая следующие частные производные в сферических координатах:
где:
ϕ и λ - Спутниковая геоцентрическая широта и долгота.
P l, m - функции Associated Legendre.
μ - Стандартный параметр тяготения центрального тела.
R cb - экваториальный радиус центрального тела.
C l, m и S l, m - ненормализованные гармонические коэффициенты.
Преобразование fixed2inertial
преобразует положение, скорость и ускорение фиксированного кадра в систему координат ICRF с источником в центре центрального тела с учетом центробежного и кориолисового ускорения. Для получения дополнительной информации о фиксированных и промежуточных системах координат, используемых для каждого центрального тела, см. «Системы координат».
[1] Валладо, Дэвид. Основы астродинамики и применения, 4 эд. Хоторн, CA: Microcosm Press, 2013.
[2] Gottlieb, R. G., «Fast Gravity, Gravity Partials, Normalized Gravity, Gradient Torque and Magnetic Field: Derivation, Code and Data», Технический отчет НАСА.
[3] Konopliv, A. S., S. W. Asmar, E. Carranza, W. L. Sjogen, D. N. Yuan., «Недавние гравитационные модели в результате миссии лунного изыскателя, Icarus», Vol. 150, no. 1,
[4] Lemoine, F. G., D. E. Smith, D.D. Роулендс, М. Т. Цубер, Г. А. Нойман, и Д. С. Чинн, «Улучшенное решение гравитационного поля Марса (GMM-2B) от Mars Global Surveyor», Journal Of Geophysical Research, Vol. 106, No. E10, стр. 23359-23376, 25 октября 2001 года.
[5] Seidelmann, P.K., Archinal, B.A., A 'hearn, M.F. et al. Доклад Рабочей группы МАС/МАГ по картографическим координатам и элементам ротации: 2006 год. Небесный Mech Dyn Astr 98, 155-180 (2007).
1. Если смысл перевода понятен, то лучше оставьте как есть и не придирайтесь к словам, синонимам и тому подобному. О вкусах не спорим.
2. Не дополняйте перевод комментариями “от себя”. В исправлении не должно появляться дополнительных смыслов и комментариев, отсутствующих в оригинале. Такие правки не получится интегрировать в алгоритме автоматического перевода.
3. Сохраняйте структуру оригинального текста - например, не разбивайте одно предложение на два.
4. Не имеет смысла однотипное исправление перевода какого-то термина во всех предложениях. Исправляйте только в одном месте. Когда Вашу правку одобрят, это исправление будет алгоритмически распространено и на другие части документации.
5. По иным вопросам, например если надо исправить заблокированное для перевода слово, обратитесь к редакторам через форму технической поддержки.