Spacecraft Dynamics

Динамика модели одного или нескольких космических аппаратов

  • Библиотека:
  • Aerospace Blockset / Космический аппарат / Относящаяся к космическому кораблю Динамика

  • Spacecraft Dynamics block icon

Описание

Модели блока Spacecraft Dynamics поступательная и вращательная динамика космического аппарата с помощью численного интегрирования. Это вычисляет положение, скорость, отношение и скорость вращения одного или нескольких космических аппаратов в зависимости от времени. Для самых точных результатов используйте переменный решатель шага с низкими настройками допуска (меньше, чем 1e-8). Чтобы обменять точность на скорость, используйте большие допуски, в зависимости от своих требований миссии.

Можно задать начальные орбитальные состояния как

  • Набор орбитальных элементов.

  • Положение и векторы состояния скорости.

Чтобы распространить орбитальные состояния, блок использует модель силы тяжести, выбранную для текущего центрального тела. Это также включает внешние ускорения и силы, которые вы предоставляете как входные параметры блоку. Чтобы задать начальные состояния отношения, используйте кватернионы, матрицы направляющих косинусов (DCMs) или Углы Эйлера.

Чтобы распространить состояния отношения, блок использует моменты, обеспеченные в качестве входных параметров с блоком и массовыми свойствами, заданными на блоке.

Aerospace Blockset™ использует кватернионы, которые заданы с помощью скалярного первого соглашения.

Блок Spacecraft Dynamics поддерживает скалярное и векторное расширение. Параметры блоков и размерности входного порта определяют количество выходных сигналов и количество космического аппарата. После скалярного и векторного расширения, всех параметров в Orbit, Mass, и вкладках Attitude и всех входных портах за исключением φθψ (Лунные углы колебания) и αδW (правильный подъем, наклон и угол поворота) входные порты заданы для каждого космического аппарата.

Размер обеспеченных начальных условий определяет количество смоделированного космического аппарата. Если вы предоставляете больше чем одно значение для параметра в Orbit, Attitude или вкладках Mass, блок выводит созвездие спутников. Любой параметр с одним введенным значением расширен и применен все спутники в созвездии. Например, если вы вводите одно значение для всех параметров на блоке кроме True anomaly, который содержит шесть значений, блок создает созвездие шести спутников, различная истинная аномалия только.

Блок применяет то же поведение расширения к входным портам блока. Все входные порты поддерживают расширение кроме Moon libration angles (когда Central body является Moon) и Spin axis right ascension (RA) at J2000, Spin axis declination (Dec) at J2000 и Initial rotation angle at J2000 (когда Central body является Custom). Все другие порты принимают или одно значение, расширенное до всего космического аппарата, смоделированного, или отдельные значения применились к каждому космическому аппарату.

Для получения дополнительной информации о системах координат и вращательной и поступательной динамике использование блока Spacecraft Dynamics, см. Алгоритмы.

Порты

Входной параметр

развернуть все

Сила применилась к относящемуся к космическому кораблю центру массы в системе координат тела в виде вектора с 3 элементами или numSat-by-3 массив на шаге текущего времени. numSat является количеством космического аппарата.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, установите флажок Input body forces.

Типы данных: double

Момент применился к космическому аппарату с уважением массы в системе координат тела в виде вектора с 3 элементами или numSat-by-3 массив на шаге текущего времени. numSat является количеством космического аппарата.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, установите флажок Input body moments.

Типы данных: double

Внешнее ускорение, чтобы примениться к космическому аппарату относительно ICRF или фиксированной системы координат в текущий такт в виде вектора с 3 элементами или m-by-3 массив.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, установите флажок Input external accelerations.

Чтобы задать ускоряющую систему координат координаты, установите параметр External acceleration coordinate frame.

Типы данных: double

Лунные углы колебания для преобразования между ICRF и Лунно-центральной фиксированной системой координат с помощью Лунно-центральной системы Основной оси (PA) в виде вектора с 3 элементами. Чтобы получить эти значения, используйте блок Moon Libration.

Примечание

Фиксированная система координат, используемая этим блоком, когда Central body установлен в Moon Средняя ось Земли/полюса (ME) система. Для получения дополнительной информации см. Алгоритмы.

Зависимости

Включить этот порт:

  • Установите Central body на Moon.

  • Установите флажок Input Moon libration angles.

Типы данных: double

Центральная ось вращения тела мгновенный правильный подъем, наклон и угол поворота в виде вектора с 3 элементами. Этот порт доступен только для пользовательских центральных тел.

Зависимости

Включить этот порт:

  • Установите Central body на Custom.

  • Установите Central body spin axis source на Port.

Типы данных: double

Относящаяся к космическому кораблю масса в текущий такт. numSat является количеством космического аппарата.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, установите Mass type на Custom Variable.

Типы данных: double

Скорость изменения массы (положительный, если аккумулируется, отрицательный, если удалено) в текущий такт в виде скаляра или 1D массив размера numSat. numSat является количеством космического аппарата.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, установите Mass type на Simple Variable.

Типы данных: double

Относящийся к космическому кораблю тензор инерции в виде массива 3х3 или 3 3 numSat массивом в текущий такт. numSat является количеством космического аппарата.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, установите Mass type на Custom Variable.

Типы данных: double

Скорость изменения матрицы тензора инерции в виде массива 3х3 или 3 3 numSat массивом на шаге текущего времени. numSat является количеством космического аппарата.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, установите Mass type на Custom Variable.

Типы данных: double

Относительная скорость, при которой масса аккумулируется к или удаляется от тела в зафиксированных телом осях в виде вектора с 3 элементами или numSat-by-3 массив. numSat является количеством космического аппарата.

Зависимости

Включить этот порт:

  • Установите Mass type на Custom Variable или Simple Variable.

  • Установите флажок Include mass flow relative velocity.

Типы данных: double

Вывод

развернуть все

Положение космического аппарата относительно ICRF или выходного порта фиксированной системы координат координирует систему координат, возвращенную как вектор с 3 элементами или numSat-by-3 массив на шаге текущего времени. numSat является количеством космического аппарата.

Зависимости

  • Чтобы изменить выходную систему координат координаты для этого порта, установите параметр State vector output coordinate frame.

  • Размер начальных условий, обеспеченных в Mass, Orbit или вкладке Attitude, управляет размерностью порта.

Типы данных: double

Скорость космического аппарата относительно ICRF или выходного порта фиксированной системы координат координирует систему координат, возвращенную как вектор с 3 элементами или numSat-by-3 массив на шаге текущего времени. numSat является количеством космического аппарата.

Зависимости

  • Чтобы изменить выходную систему координат координаты для этого порта, установите параметр State vector output coordinate frame.

  • Размер начальных условий, обеспеченных в Mass, Orbit или вкладке Attitude, управляет размерностью порта.

Типы данных: double

Общее инерционное ускорение космического аппарата относительно ICRF, возвращенного как вектор с 3 элементами или numSat-by-3 массив в текущий такт. numSat является количеством космического аппарата.

Зависимости

  • Чтобы включить этот порт, установите флажок Output total inertial acceleration

  • Размер начальных условий, обеспеченных во вкладке Orbit, управляет размерностью порта.

Типы данных: double

Относящийся к космическому кораблю кватернион отношения, возвращенный как (скаляр сначала) вращение кватерниона от связанной оси до системы координат выходного порта, как кватернион с 4 элементами или numSat-by-4 массив (скаляр сначала) на шаге текущего времени. numSat является количеством космического аппарата.

Зависимости

Координатный формат системы координат и отношения этого порта зависит от этих настроек:

  • Чтобы задать систему координат координаты ссылки отношения, установите параметр Attitude reference coordinate frame.

  • Установите Attitude representation на Quaternion.

Типы данных: double

Относящаяся к космическому кораблю матрица направляющего косинуса (DCM) отношения, возвращенная как a3-3 массив или numSat - массивом 3х3. numSat является количеством космического аппарата.

Зависимости

Координатный формат системы координат и отношения этого порта зависит от этих настроек:

  • Чтобы задать систему координат координаты ссылки отношения, установите параметр Attitude reference coordinate frame.

  • Установите Attitude representation на DCM.

Типы данных: double

Относящиеся к космическому кораблю Углы Эйлера отношения, возвращенные как вектор с 3 элементами или numSat-by-3 массив. numSat является количеством космического аппарата.

Зависимости

Координатная система координат и формат отношения этого порта зависят от этих настроек:

  • Чтобы задать систему координат координаты ссылки отношения, установите параметр Attitude reference coordinate frame.

  • Установите Attitude representation на Euler angles.

Типы данных: double

Угловой уровень космического аппарата относительно ссылки отношения координирует систему координат, возвращенную как вектор с 3 элементами или numSat-by-3 массив, описанный как связанная ось угловые уровни PQR. numSat является количеством космического аппарата.

Зависимости

Система координат координаты ссылки отношения зависит от параметра Attitude reference coordinate frame.

Типы данных: double

Тело угловое ускорение относительно системы координат ICRF, возвращенной как массив с 3 элементами или numSat-by-3 массив. numSat является количеством космического аппарата.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, установите флажок Output total inertial angular acceleration.

Система координат координаты ссылки отношения зависит от параметра Attitude reference coordinate frame.

Типы данных: double

Преобразование системы координат между ICRF и системой координат фиксированной системы координат в текущий такт, возвращенный как массив с 4 элементами.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, установите флажок Output quaternion (ICRF to Fixed-frame).

Типы данных: double

Время на шаге текущего времени, возвращенном как a:

  • скаляр — Если вы задаете параметр Start data/time как дату Джулиана.

  • Массив с 6 элементами — Если вы задаете параметр Start data/time как Грегорианскую дату с шестью элементами (год, месяц, день, часы, минуты, секунды).

Это значение равняется значению параметров Start date/time плюс прошедшее время симуляции.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите флажок Output current date/time (UTC Julian date).

Типы данных: double

Состояние топливного бака в текущий такт, возвращенный как скаляр или numSat - массив элемента, возвратилось как:

  • 1 — Бак полон.

  • 0 — Бак не полон или пуст.

  • -1 — Бак пуст.

numSat является количеством космического аппарата.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите флажок Output fuel tank status.

Типы данных: double

Параметры

развернуть все

Основной

Чтобы позволить внешним силам быть включенными в интегрирование относящихся к космическому кораблю уравнений движения в системе координат тела, установите этот флажок. В противном случае снимите этот флажок.

Программируемое использование

Параметры блоков: forcesin
Ввод: символьный вектор
Значения: 'off' | 'on'
Значение по умолчанию: 'off'

Чтобы позволить внешним моментам быть включенными в интегрирование относящихся к космическому кораблю уравнений движения в системе координат тела, установите этот флажок. В противном случае снимите этот флажок.

Программируемое использование

Параметры блоков: momentsIn
Ввод: символьный вектор
Значения: 'off' | 'on'
Значение по умолчанию: 'off'

Чтобы позволить дополнительным внешним ускорениям быть включенными в интегрирование относящихся к космическому кораблю уравнений движения, установите этот флажок. В противном случае снимите этот флажок.

Программируемое использование

Параметры блоков: accelIn
Ввод: символьный вектор
Значения: 'off' | 'on'
Значение по умолчанию: 'off'

Структурируйте для ускоряющего входного порта A в виде ICRF или Fixed-frame.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите флажок Input external accelerations.

Программируемое использование

Параметры блоков: accelFrame
Ввод: символьный вектор
Значения: 'ICRF' | 'Fixed-frame'
Значение по умолчанию: 'ICRF'

Положение и скорость утверждают настройку системы координат координаты выходного порта в виде ICRF или Fixed-frame.

Программируемое использование

Параметры блоков: outportFrame
Ввод: символьный вектор
Значения: 'ICRF' | 'Fixed-frame'
Значение по умолчанию: 'ICRF'

Типы данных: string

Включите общему ускорению выход, вычисленный блоком относительно ICRF или системы координат координаты выходного порта фиксированной системы координат. Это ускорение включает все внешние ускорения, силы и внутренние экологические ускорения, которые действуют на космический аппарат.

Примечание

Не используйте этот порт в качестве части цикла симуляции (другими словами, не подавайте этот выход назад в блок).

Настраиваемый: да

Зависимости

Чтобы изменить выходную систему координат координаты для этого порта, установите параметр State vector output coordinate frame.

Программируемое использование

Параметры блоков: AccelOut
Ввод: символьный вектор
Значения: 'on' | 'off'
Значение по умолчанию: 'off'

Типы данных: string

Начальная дата начала и время симуляции в виде Юлианской или Грегорианской даты. Блок задает начальные условия с помощью этого значения.

Совет

Чтобы вычислить дату Джулиана, используйте juliandate функция.

Настраиваемый: да

Зависимости

Форматом данных для этого параметра управляет параметр Time format.

Программируемое использование

Параметры блоков: startDate
Ввод: символьный вектор
Values: 'juliandate(2020, 1, 1, 12, 0, 0)' | допустимый скаляр дата Джулиана | допустимая Грегорианская дата включая год, месяц, день, часы, минуты, секунды как 1D или массив с 6 элементами
Значение по умолчанию: 'juliandate(2020, 1, 1, 12, 0, 0)'

Чтобы вывести текущую дату или время, установите этот флажок. В противном случае снимите этот флажок.

Зависимости

Форматом данных для этого параметра управляет параметр Time format.

Программируемое использование

Параметры блоков: dateOut
Ввод: символьный вектор
Значения: 'off' | 'on'
Значение по умолчанию: 'off'

Из области значений блокируйте действие поведения. Задайте одну из этих опций.

ДействиеОписание
None Никакое действие.
Warning Предупреждение отображений в MATLAB® Командное окно. Симуляция модели продолжается.
Error (значение по умолчанию) MATLAB возвращает исключение. Остановки симуляции модели.

Программируемое использование

Параметры блоков: action
Ввод: символьный вектор
Значения: 'None' | 'Warning' | 'Error'
Значение по умолчанию: 'Warning'

Масса

Относящийся к космическому кораблю тип массы в виде:

  • Fixed — Масса и инерция являются постоянными в течение симуляции.

  • Simple Variable — Масса и инерция варьируются линейно в зависимости от массового уровня.

  • Custom Variable — Мгновенная масса, инерция и уровень инерции являются входными параметрами с блоком.

Программируемое использование

Параметры блоков: massType
Ввод: символьный вектор
Значения: 'Fixed' | 'Simple Variable' | 'Custom Variable'
Значение по умолчанию: 'Fixed'

Типы данных: double

Начальная масса космического аппарата твердого тела в виде скаляра или вектора из размера numSat. numSat является количеством космического аппарата.

Настраиваемый: да

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите параметр Mass type или на Fixed или на Simple variable.

Программируемое использование

Параметры блоков: mass
Ввод: символьный вектор
Значения: скаляр | вектор из размера numSat
Значение по умолчанию: '4.0'

Космический аппарат пустая (сухая) масса в виде скаляра или вектора из размера numSat. numSat является количеством космического аппарата.

Настраиваемый: да

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Mass type на Simple variable.

Программируемое использование

Параметры блоков: emptyMass
Ввод: символьный вектор
Значения: 1D массив размера numSat | 1D массив размера numSat
Значение по умолчанию: '3.5'

Типы данных: double

Космический аппарат полная (влажная) масса в виде скаляра или вектора из размера numSat. numSat является количеством космического аппарата.

Настраиваемый: да

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Mass type на Simple variable.

Программируемое использование

Параметры блоков: fullMass
Ввод: символьный вектор
Значения: скаляр | вектор из размера numSat
Значение по умолчанию: '4.0'

Типы данных: double

Начальная матрица тензора инерции космического аппарата, заданного, как массив 3х3 для одного космического аппарата или 3 3 numSat массивом для нескольких космических аппаратов.

Настраиваемый: да

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Mass type на Fixed.

Программируемое использование

Параметры блоков: inertia
Ввод: символьный вектор
Значения: '[0.2273, 0, 0; 0 0.2273 0; 0 0 .0040]' | Массив 3х3 | 3 3 numSat массивом
Значение по умолчанию: '[0.2273, 0, 0; 0 0.2273 0; 0 0 .0040]'

Пустая (сухая) матрица тензора инерции в виде массива 3х3 для одного космического аппарата или 3 3 numSat массивом для нескольких космических аппаратов.

Настраиваемый: да

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Mass type на Simple variable.

Программируемое использование

Параметры блоков: emptyInertia
Ввод: символьный вектор
Значения: массив 3х3 | 3 3 numSat массивом
Значение по умолчанию: [0.1989, 0, 0; 0 0.1989 0; 0 0 .0035]

Полная (влажная) матрица тензора инерции в виде массива 3х3 для одного космического аппарата или 3 3 numSat массивом для нескольких космических аппаратов.

Настраиваемый: да

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Mass type на Simple variable.

Программируемое использование

Параметры блоков: fullInertia
Ввод: символьный вектор
Значения: массив 3х3 | 3 3 numSat массивом
Значение по умолчанию: [0.2273, 0, 0; 0, 0.2273, 0; 0, 0, .0040]

Чтобы включить массовую скорость потока с блоком, установите этот флажок. Массовая скорость потока является относительной скоростью в системе координат тела, в которой масса аккумулируется или удаляется. Чтобы отключить массовую скорость потока с блоком, снимите этот флажок.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Mass type на Simple variable или Custom variable.

Программируемое использование

Параметры блоков: useMassFlowRelativeVelocity
Ввод: символьный вектор
Значения: 'on' | 'off'
Значение по умолчанию: 'off'

Типы данных: double

Чтобы ограничить массовый поток, когда относящаяся к космическому кораблю масса будет полна или пуста, установите этот флажок. В противном случае снимите этот флажок.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Mass type на Simple variable.

Программируемое использование

Параметры блоков: limitMassFlow
Ввод: символьный вектор
Значения: 'on' | 'off'
Значение по умолчанию: 'off'

Типы данных: double

Чтобы включить состояние топливного бака, установите этот флажок. В противном случае снимите этот флажок.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Mass type на Simple variable.

Программируемое использование

Параметры блоков: outputFuelStatus
Ввод: символьный вектор
Значения: 'on' | 'off'
Значение по умолчанию: 'on'

Типы данных: double

Орбита

Задайте начальные состояния космического аппарата.

Метод ввода для начальных состояний орбиты в виде Orbital elements, ICRF state vector, или Fixed-frame state vector.

Программируемое использование

Параметры блоков stateFormatNum когда propagator установлен в High precision (numerical)
Ввод: символьный вектор
Значения: 'Orbital elements' | 'Orbital elements' | 'ICRF state vector' | 'Fixed-frame state' когда propagator установлен в 'High precision (numerical)'
Значение по умолчанию: 'Orbital elements'

Классификация орбит в виде:

  • Keplerian — Эллиптические, параболические, и гиперболические орбиты модели с помощью шести стандартных Кеплеровских орбитальных элементов.

  • Elliptical equatorial — Полностью задайте экваториальную орбиту, где наклон является 0 или 180 градусами, и правильный подъем возрастающего узла не определен.

  • Circular — Задайте круговую орбиту, где эксцентриситет 0, и аргумент периапсиды не определен. Чтобы полностью задать круговую орбиту, выберите Circular equatorial.

  • Circular equatorial — Полностью задайте круговую орбиту, где эксцентриситет 0, и аргумент периапсиды не определен.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Initial state format на Orbital elements.

Программируемое использование

Параметры блоков: orbitType
Ввод: символьный вектор
Значения: 'Keplerian' | 'Elliptical equatorial' | 'Circular inclined' | 'Circular equatorial'
Значение по умолчанию: 'Keplerian'

Половина эллипса главная ось в виде 1D массив размера numSat. numSat является количеством космического аппарата.

  • Для параболических орбит этот блок интерпретирует этот параметр как радиус периапсиды (расстояние от периапсиды до фокуса орбиты).

  • Для гиперболических орбит этот блок интерпретирует этот параметр как расстояние от периапсиды до центра гиперболы.

Настраиваемый: да

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Initial state format на Orbital elements.

Программируемое использование

Параметры блоков: semiMajorAxis
Ввод: символьный вектор
Значения: скаляр | 1D массив размера numSat
Значение по умолчанию: '6786000'

Отклонение орбиты от A Perfect Circle в виде скаляра или 1D массив размера numSat. numSat является количеством космического аппарата.

Если тип Orbit установлен в Keplerian, это значение может быть:

  • 1 для параболической орбиты

  • Больше, чем 1 для гиперболической орбиты

Настраиваемый: да

Зависимости

Включить этот параметр:

  • Установите Initial state format на Orbital elements.

  • Установите Orbit type на Keplerian или Elliptical equatorial.

Программируемое использование

Параметры блоков: eccentricity
Ввод: символьный вектор
Значения: 0.01 | скаляр | значение между 0 и 1, или больше, чем 1 поскольку Кеплеровская орбита вводит | 1D массив размера numSat
Значение по умолчанию: '0.01'

Вертикальный наклон эллипса относительно базовой плоскости, измеренной в возрастающем узле в виде скаляра или 1D массив размера numSat, в заданных модулях. numSat является количеством космического аппарата.

Настраиваемый: да

Зависимости

Включить этот параметр:

  • Установите Initial state format на Orbital elements

  • Установите Orbit type на Keplerian или Circular inclined

Программируемое использование

Параметры блоков: inclination
Ввод: символьный вектор
Значения: 50 | скаляр | 1D массив размера numSat | степени между 0 и 180 | радианы между 0 и пи
Значение по умолчанию: '50'

Правильный подъем возрастающего узла (RAAN) в виде значения между 0 и 360В виде скаляра или 1D массив размера numSat, в заданных модулях. numSat является количеством космического аппарата. RAAN является угловым расстоянием вдоль базовой плоскости от Международной астрономической системы координат (ICRF) x - ось к местоположению возрастающего узла — точка, в которой космический аппарат пересекает базовую плоскость с юга на север.

Настраиваемый: да

Зависимости

Включить этот параметр:

  • Установите Initial state format на Orbital elements.

  • Установите Orbit type на Keplerian или Circular inclined.

Программируемое использование

Параметры блоков: raan
Ввод: символьный вектор
Значения: '95' | скалярное значение между 0 и 360 | 1D массив размера numSat
Значение по умолчанию: '95'

Угол от космического аппарата, возрастающего узел к периапсиде (самая близкая точка орбиты к центральному телу) в виде 1D массив размера numSat, в заданных модулях. numSat является количеством космического аппарата.

Настраиваемый: да

Зависимости

Включить этот параметр:

  • Установите Initial state format на Orbital elements

  • Установите Orbit type на Keplerian

Программируемое использование

Параметры блоков: argPeriapsis
Ввод: символьный вектор
Значения: 93 | скалярное значение между 0 и 360 | 1D массив размера numSat
Значение по умолчанию: '93'

Угол между периапсидой (самая близкая точка орбиты к центральному телу) и исходным положением космического аппарата вдоль его орбиты в Start date/time в виде скаляра или 1D массив размера numSat, в заданных модулях. numSat является количеством космического аппарата.

Настраиваемый: да

Зависимости

Включить этот параметр:

  • Установите Initial state format на Orbital elements.

  • Установите Orbit type на Keplerian или Elliptical inclined.

Программируемое использование

Параметры блоков: trueAnomaly
Ввод: символьный вектор
Значения: '203' | скалярное значение между 0 и 360 | 1D массив размера numSat
Значение по умолчанию: '203'

Угол между возрастающим узлом и исходным положением космического аппарата вдоль его орбиты в Start date/time в виде скалярного или вектора с 3 элементами или 1D массив размера numSat, в заданных модулях. numSat является количеством космического аппарата.

Настраиваемый: да

Зависимости

Включить этот параметр:

  • Установите Initial state format на Orbital elements.

  • Установите Orbit Type на Circular inclined.

Программируемое использование

Параметры блоков: argLat
Ввод: символьный вектор
Значения: '200' | скалярное значение между 0 и 360 | 1D массив размера numSat
Значение по умолчанию: '200'

Угол между x ICRF - ось и вектором эксцентриситета в виде скалярного или вектора с 3 элементами или 1D массив размера numSat, в заданных модулях. numSat является количеством космического аппарата

Настраиваемый: да

Зависимости

Включить этот параметр:

  • Установите Initial state format на Orbital elements.

  • Установите Orbit type на Elliptical equatorial.

Программируемое использование

Параметры блоков: lonPeriapsis
Ввод: символьный вектор
Значения: 100 | скалярное значение между 0 и 360 | 1D массив размера numSat
Значение по умолчанию: '100'

Угол между x ICRF - ось и исходным положением космического аппарата вдоль его орбиты в Start date/time в виде скаляра или 1D массив размера numSat или numSat-by-3 вектор, в заданных модулях. numSat является количеством космического аппарата.

Настраиваемый: да

Зависимости

Включить этот параметр:

  • Установите Initial state format на Orbital elements.

  • Установите Orbit type на Circular equatorial.

Программируемое использование

Параметры блоков: trueLon
Ввод: символьный вектор
Значения: '150' | скалярное значение между 0 и 360 | 1D массив размера numSat | numSat-by-3 вектор
Значение по умолчанию: '150'

Декартов радиус-вектор космического аппарата в системе координат ICRF в Start date/time в виде вектора с 3 элементами для одного космического аппарата или numSat-by-3 массив для нескольких космических аппаратов. numSat является количеством космического аппарата.

Настраиваемый: да

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Initial state format на ICRF state vector.

Программируемое использование

Параметры блоков: inertialPosition
Ввод: символьный вектор
Значения: [3649700.0 3308200.0 -4676600.0] | Вектор с 3 элементами | numSat-by-3 массив
Значение по умолчанию: '[3649700.0 3308200.0 -4676600.0]'

Декартов вектор скорости космического аппарата в системе координат ICRF в Start date/time в виде вектора с 3 элементами для одного космического аппарата или numSat-by-3 массив для нескольких космических аппаратов. numSat является количеством космического аппарата.

Настраиваемый: да

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Initial state format на ICRF state vector.

Программируемое использование

Параметры блоков: inertialVelocity
Ввод: символьный вектор
Значения: [-2750.8 6666.4 2573.4] | Вектор с 3 элементами | 2D массив размера numSat-by-3 массив
Значение по умолчанию: '[-2750.8 6666.4 2573.4]'

Декартов радиус-вектор космического аппарата в системе координат фиксированной системы координат в Start date/time в виде вектора с 3 элементами для одного космического аппарата или numSat-by-3 массив для нескольких космических аппаратов. numSat является количеством космического аппарата.

Настраиваемый: да

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Initial state format на Fixed-frame state vector.

Программируемое использование

Параметры блоков: fixedPosition
Ввод: символьный вектор
Значения: '[-4142689.0 -2676864.7 -4669861.6]' | Вектор с 3 элементами для одного космического аппарата | numSat-by-3 массив
Значение по умолчанию: '[-2750.8 6666.4 2573.4]'

Декартов вектор скорости космического аппарата в системе координат фиксированной системы координат в Start date/time в виде вектора с 3 элементами для одного космического аппарата или numSat-by-3 массив для нескольких космических аппаратов. numSat является количеством космического аппарата.

Настраиваемый: да

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Initial state format на Fixed-frame state vector.

Программируемое использование

Параметры блоков: fixedVelocity
Ввод: символьный вектор
Значения: '[1452.7 -6720.7 2568.1]' | Вектор с 3 элементами | numSat-by-3 массив
Значение по умолчанию: '[1452.7 -6720.7 2568.1]'

Отношение

Отношение и угловой уровень координируют систему координат относительно отношения и угловых начальных условий уровня в виде:

  • ICRF

  • Fixed-frame

  • NED

  • LVLH

Программируемое использование

Параметры блоков: attitudeFrame
Ввод: символьный вектор
Значения: 'ICRF' | 'Fixed-frame' | 'NED' | 'LVLH'
Значение по умолчанию: 'ICRF'

Типы данных: string

Формат ориентации для относящегося к космическому кораблю отношения (начальное условие и выходной порт) в виде Quaternion, DCM, или Euler angles.

Программируемое использование

Параметры блоков: attitudeFrame
Ввод: символьный вектор
Значения: 'Quaternion' | 'DCM' | 'Euler angles'
Значение по умолчанию: 'Quaternion'

Типы данных: double

Относящееся к космическому кораблю отношение начальной буквы (ориентация) космического аппарата, обеспеченного или как кватернион, DCM или как Угол Эйлера, установлено относительно Attitude representation.

Настраиваемый: да

Зависимости

Это название параметра и изменения формата значения в зависимости от параметра Attitude representation.

'ParameterName' Установка представления отношенияФормат значения

Initial quaternion

Quaternion

  • Вектор с 4 элементами

  • numSat-by-4 массив

Initial DCM

DCM

  • Массив 3х3

  • numSat - массивом 3х3

Initial Euler angles

Euler angles

  • Вектор с 3 элементами

  • numSat-by-3 массив

Программируемое использование

Параметры блоков: attitude
Ввод: символьный вектор
Значения: вектор с 4 элементами | numSat-by-4 массив | массив 3х3 | numSat - массивом 3х3 | массив с 3 элементами | numSat-by-3 массив
Значение по умолчанию: '[1, 0, 0, 0]'

Типы данных: double

Последовательность угла поворота для представления отношения Угла Эйлера.

Настраиваемый: да

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Attitude representation на Euler angles.

Программируемое использование

Параметры блоков: rotationOrder
Ввод: символьный вектор
Значения: 'ZYX' | 'ZYZ' |'ZXY' | 'ZXZ' | 'YXZ' | 'YXY' | 'YZX' | 'YZY' | 'XYZ' | 'XYX' | 'XZY' | 'XZX'
Значение по умолчанию: 'ZYX'

Типы данных: double

Начальная буква зафиксированные телом угловые уровни (PQR) относительно Attitude reference coordinate frame.

Настраиваемый: да

Программируемое использование

Параметры блоков: attitudeRate
Ввод: символьный вектор
Значения: | вектор с 3 элементами | numSat-by-3 массив
Значение по умолчанию: [0, 0, 0]

Типы данных: double

Включите выходное общее ускорение транспортного средства, вычисленное блоком относительно системы координат координаты ссылки отношения ICRF. Это ускорение включает все моменты, которые действуют на космический аппарат.

Настраиваемый: да

Программируемое использование

Параметры блоков: angAccelOut
Ввод: символьный вектор
Значения: 'on' | 'off'
Значение по умолчанию: 'off'

Типы данных: string

Установите этот флажок, чтобы включить использование крутящего момента градиента силы тяжести в блоке вращательные уравнения динамики. В противном случае снимите этот флажок.

Настраиваемый: да

Программируемое использование

Параметры блоков: angAccelOut
Ввод: символьный вектор
Значения: 'on' | 'off'
Значение по умолчанию: 'on'

Типы данных: double

Центральное тело

Небесное тело в виде Earth, Moon, Mercury, Venus, Mars, Jupiter, Saturn, Uranus, Neptune, или Custom, вокруг которого космический аппарат задан в орбитах вкладки Orbit.

Программируемое использование

Параметры блоков: centralBody
Ввод: символьный вектор
Значения: 'Earth' | 'Moon' |'Mercury' | 'Venus' | 'Mars' | 'Jupiter' | 'Saturn' | 'Uranus' | 'Neptune' | 'Custom' |
Значение по умолчанию: 'Earth'

Управляйте моделью силы тяжести для центрального тела путем определения как Spherical harmonics, Point-mass, или Oblate ellipsoid (J2).

Зависимости

Доступные параметры основаны на настройках Central body.

Земля, луна, Марс, или пользовательскийМеркурий, Венера, Юпитер, Сатурн, Уран или Нептун
Spherical harmonicsOblate ellipsoid (J2)
Point-massPoint-mass
Oblate ellipsoid (J2)

Программируемое использование

Параметры блоков: gravityModel когда centralBody установите на 'Earth', 'Moon', 'Mars', или 'Custom' | gravityModelnoSH когда centralBody установите на Mercury, Venus, Jupiter, Saturn, Uranus, или Neptune
Ввод: символьный вектор
Значения: 'Spherical harmonics' | 'Point-mass' | 'Oblate ellipsoid (J2)' когда centralBody установите на 'Earth', 'Moon', 'Mars', или 'Custom'; 'Point-mass' | 'Oblate ellipsoid (J2)' когда centralBody установите на Mercury, Venus, Jupiter, Saturn, Uranus, или Neptune
Значение по умолчанию: 'Spherical harmonics' когда centralBody установите на 'Earth', 'Moon', 'Mars', или 'Custom'; 'Oblate ellipsoid (J2)' когда centralBody установите на Mercury, Venus, Jupiter, Saturn, Uranus, или Neptune

Сферическая гармоническая гравитационная потенциальная модель, заданная согласно заданному Central body.

Зависимости

Доступные параметры основаны на настройках Central body:

Центральное телоСферическая гармоническая опция модели
ЗемляEGM2008, EGM96 или EIGEN-GL04C
ЛунаLP-100K или LP-165P
МарсGMM2B

Программируемое использование

Параметры блоков: 'earthSH' когда centralBody установите на 'Earth' | 'moonSH' когда centralBody установите на 'Moon' | 'marsSH' когда centralBody установите на 'Mars'
Ввод: символьный вектор
Значения: 'EGM2008' | 'EGM96' | 'EIGEN-GL04C' когда centralBody установите на 'earthSH'; 'LP-100K' | 'LP-165P' когда centralBody установите на 'moonSH'; 'GMM2B' когда centralBody установите на 'marsSH'
Значение по умолчанию: 'Spherical harmonics'

Вращательный уровень пользовательского центрального тела в виде скаляра.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Central body на Custom.

Программируемое использование

Параметры блоков: 'customOmega'
Ввод: символьный вектор
Значения: '4.06124975e-3' | скаляр
Значение по умолчанию: '4.06124975e-3'

Типы данных: double

Гармонический содействующий MAT-файл, который содержит определения для пользовательской планетарной модели в виде вектора символов или строки.

Этот файл должен содержать эти 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 (m3S2)

.
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.

Зависимости

Включить этот параметр:

  • SetCentral body к Custom.

  • Установите Gravitational potential model to Spherical harmonics.

Программируемое использование

Параметры блоков: shFile
Ввод: символьный вектор
Значения: 'aerogmm2b.mat' | гармонический содействующий MAT-файл
Значение по умолчанию: 'aerogmm2b.mat'

Степень гармонической модели в виде скаляра.

Модель планетыРекомендуемая степеньМаксимальная степень

EGM2008

120

2159

EGM96

70

360

LP100K

60

100

LP165P

60

165

GMM2B

60

80

EIGENGL04C

70

360

Зависимости

Включить этот параметр:

  • Установите Central body на Earth, Moon, Mars, или Custom.

  • Установите Gravitational potential model на Spherical harmonics.

Программируемое использование

Параметры блоков: shDegree
Ввод: символьный вектор
Значения: '80' | скаляр
Значение по умолчанию: '80'

Установите этот флажок, чтобы использовать Наземные параметры ориентации для преобразования между системами координат фиксированной системы координат и ICRF. В противном случае снимите этот флажок.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Central body на Earth.

Программируемое использование

Параметры блоков: useEOPs
Ввод: символьный вектор
Значения: 'on' | 'off'
Значение по умолчанию: 'on'

Пользовательский список Наземных данных об ориентации, заданных в MAT-файле.

Зависимости

Включить этот параметр:

  • Установите флажок Use Earth orientation parameters (EOPs).

  • Установите Central body на Earth.

Программируемое использование

Параметры блоков: eopFile
Ввод: символьный вектор
Значения: 'aeroiersdata.mat' | MAT-file
Значение по умолчанию: 'aeroiersdata.mat'

Чтобы задать Эйлеровы углы колебания (φ θ ψ) для Лунной ориентации, установите этот флажок.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Central body на Moon.

Программируемое использование

Параметры блоков: useMoonLib
Ввод: символьный вектор
Значения: 'off' | 'on'
Значение по умолчанию: 'off'

Чтобы добавить выходной порт кватерниона преобразования для преобразования кватерниона от ICRF до системы координат фиксированной системы координат, установите этот флажок. В противном случае снимите этот флажок.

Программируемое использование

Параметры блоков: outputTransform
Ввод: символьный вектор
Значения: 'off' | 'on'
Значение по умолчанию: 'off'

Центральный источник оси вращения тела в виде Port или Dialog. Блок использует ось вращения, чтобы вычислить преобразование от ICRF до системы координат фиксированной системы координат для пользовательского центрального тела.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Central body на Custom.

Программируемое использование

Параметры блоков: cbPoleSrc
Ввод: символьный вектор
Значения: 'Port' | 'Dialog'
Значение по умолчанию: 'Port'

Правильный подъем центральной оси вращения тела в J2000 (2451545.0 JD, 2000 1 января 12:00:00 TT) в виде двойного скаляра.

Настраиваемый: да

Зависимости

Включить этот параметр:

  • Установите Central body на Custom.

  • Установите Central body spin axis source на Dialog.

Программируемое использование

Параметры блоков: cbRA
Ввод: символьный вектор
Значения: '317.68143' | двойной скаляр
Значение по умолчанию: '317.68143'

Правильный уровень подъема центральной оси вращения тела в виде двойного скаляра, в заданных угловых модулях/век.

Настраиваемый: да

Зависимости

Включить этот параметр:

  • Установите Central body на Custom.

  • Установите Central body spin axis source на Dialog.

Программируемое использование

Параметры блоков: cbRARate
Ввод: символьный вектор
Значения: '-0.1061' | двойной скаляр
Значение по умолчанию: '-0.1061'

Наклон центральной оси вращения тела в J2000 (2451545.0 JD, 2000 1 января 12:00:00 TT) в виде двойного скаляра.

Настраиваемый: да

Зависимости

Включить этот параметр:

  • Установите Central body на Custom.

  • Установите Central body spin axis source на Dialog.

Программируемое использование

Параметры блоков: cbDec
Ввод: символьный вектор
Значения: '52.88650' | двойной скаляр
Значение по умолчанию: '52.88650'

Уровень наклона центральной оси вращения тела в виде двойного скаляра, в заданных угловых модулях/век.

Настраиваемый: да

Зависимости

Включить этот параметр:

  • Установите Central body на Custom.

  • Установите Central body spin axis source на Dialog.

Программируемое использование

Параметры блоков: cbDecRate
Ввод: символьный вектор
Значения: '-0.0609' | двойной скаляр
Значение по умолчанию: '-0.0609'

Угол поворота центральной оси X тела относительно x ICRF - ось в J2000 (2451545.0 JD, 2000 1 января 12:00:00 TT) в виде двойного скаляра, в заданных угловых модулях.

Настраиваемый: да

Зависимости

Включить этот параметр:

  • Установите Central body на Custom.

  • Установите Central body spin axis source на Dialog.

Программируемое использование

Параметры блоков: cbRotAngle
Ввод: символьный вектор
Значения: '176.630' | двойной скаляр
Значение по умолчанию: '176.630'

Уровень вращения центральной оси X тела относительно x ICRF - ось (2451545.0 JD, 2000 1 января 12:00:00 UTC) в виде двойного скаляра, в угловых модулях/день.

Настраиваемый: да

Зависимости

Включить этот параметр:

  • Установите Central body на Custom.

  • Установите Central body spin axis source на Dialog.

Программируемое использование

Параметры блоков: cbRotRate
Ввод: символьный вектор
Значения: '350.89198226' | двойной скаляр
Значение по умолчанию: '350.89198226'

Экваториальный радиус для пользовательского центрального тела в виде двойного скаляра.

Настраиваемый: да

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Gravitational potential model на Point-mass или Oblate ellipsoid (J2).

Программируемое использование

Параметры блоков: customR
Ввод: символьный вектор
Значения: '3396200' | двойной скаляр
Значение по умолчанию: '3396200'

Выравнивание отношения для пользовательского центрального тела в виде двойного скаляра.

Настраиваемый: да

Зависимости

Включить этот параметр:

  • Установите Central body на Custom.

  • Установите Gravitational potential model на Point-mass или Oblate ellipsoid (J2).

Программируемое использование

Параметры блоков: customF
Ввод: символьный вектор
Значения: '0.00589' | двойной скаляр
Значение по умолчанию: '0.00589'

Гравитационный параметр для пользовательского центрального тела в виде двойного скаляра.

Настраиваемый: да

Зависимости

Включить этот параметр:

  • Установите Central body на Custom.

  • Установите Gravitational potential model на Point-mass или Oblate ellipsoid (J2).

Программируемое использование

Параметры блоков: customMu
Ввод: символьный вектор
Значения: '4.305e13' | двойной скаляр
Значение по умолчанию: '4.305e13'

Старший значащий или самый большой сферический гармонический термин, который составляет сплющенность небесного тела в виде двойного скаляра.

Настраиваемый: да

Зависимости

Включить этот параметр:

  • Установите Central body на Custom.

  • Установите Gravitational potential model на Oblate ellipsoid (J2).

Программируемое использование

Параметры блоков: customJ2
Ввод: символьный вектор
Значения: '1.0826269e-03' | двойной скаляр
Значение по умолчанию: '1.0826269e-03'

Модули

Параметр и блоки портов в виде показанного здесь.

МодулиСилыМоментМассаИнерцияЕдиницы расстоянияСкоростные единицыУскоряющие модули
Metric (m/s)НьютонНьютон-метрКилограммыКилограмм m2метрыметры/секундаметры/секунда2
Metric (km/s)НьютонНьютон-метрКилограммыКилограмм m2километрыкилометры/секундакилометры/секунда2
Metric (km/h)НьютонНьютон-метрКилограммыКилограмм m2километрыкилометры/часкилометры/час2
English (ft/s)Сила фунтаФуто-фунтКраткие заголовкиОтложите ft2футыноги/секунданоги/секунда2
English (kts)Сила фунтаФуто-фунтКраткие заголовкиОтложите ft2морская миляузлыузлы/секунда

Программируемое использование

Параметры блоков: units
Ввод: символьный вектор
Значения: 'Metric (m/s)' | 'Metric (km/s)' | 'Metric (km/h)' | 'English (ft/s)' | 'English (kts)'
Значение по умолчанию: 'Metric (m/s)'

Параметр и блоки портов для углов в виде Degrees или Radians.

Программируемое использование

Параметры блоков: angleUnits
Ввод: символьный вектор
Значения: 'Degrees' | 'Radians'
Значение по умолчанию: 'Degrees'

Формат времени для Start date/time (UTC Julian date) и выходного порта tutc в виде Julian date или Gregorian.

Программируемое использование

Параметры блоков: timeFormat
Ввод: символьный вектор
Значения: 'Julian date' | 'Gregorian'
Значение по умолчанию: 'Julian date'

Алгоритмы

развернуть все

Ссылки

[1] Vallado, Дэвид. Основные принципы Астродинамики и Приложений. 4-й редактор Хоуторн, CA: Нажатие Микромира, 2013.

[2] Vepa, Раньян. Динамика и управление автономных космических кораблей и робототехники. Нью-Йорк: Издательство Кембриджского университета, 2019.

[3] Стивенс, Франк Л. и Брайан Л. Стивенс. Управление самолетом и Симуляция. 2-й редактор Хобокен, NJ: John Wiley & Sons, 2003.

[4] Готтлиб, R. G. Быстрая сила тяжести, сила тяжести Partials, нормированная сила тяжести, крутящий момент градиента силы тяжести и магнитное поле: деривация, код и данные. Отчет 188243 подрядчика НАСА. Хьюстон: НАСА, февраль 1993.

[5] Konopliv, A. S. С. В. Асмэр, Э. Каррэнза, В. Л. Сджоджен, Д. Н. Юань. "Недавние Модели Силы тяжести в результате Лунной Миссии Разведчика". Икар 150, № 1 (2001): 1–18.

[6] Lemoine, F. G. и др. "Улучшенное Решение Поля Силы тяжести Марса (GMM-2B) от Глобального Инспектора Марса". Журнал Геофизического Исследования 106, № E10 (2001): 23359–23376.

[7] Зайделманн, П. Кеннет и др. "Отчет Рабочей группы IAU/IAG на Картографических Координатах и Вращательных Элементах: 2006". Астрономический Механик Дин Астр 98 (20017): 155–180 (2007).

[8] Чернильница, E. M. "JPL Планетарный и Лунный Ephemerides". DE405/LE405. Межстанционный меморандум. JPL IOM 312. F-98-048. 26 августа 1998.

Расширенные возможности

Генерация кода C/C++
Генерация кода C и C++ с помощью Simulink® Coder™.

Введенный в R2021b