Exponenta Banner

Spherical Harmonic Gravity Model

Реализуйте сферическое гармоническое представление планетарной силы тяжести

расширьте все на странице
  • Библиотека:

  • Aerospace Blockset / Среда / Сила тяжести

  • Spherical Harmonic Gravity Model block

Описание

Блок Spherical Harmonic Gravity Model реализует математическое представление сферической гармонической планетарной силы тяжести на основе планетарного гравитационного потенциала. Это обеспечивает удобный способ описать поле тяготения планеты за пределами его поверхности в сферическом гармоническом расширении.

Можно использовать сферические гармоники, чтобы изменить величину и направление сферической силы тяжести (-GM/r2). Старший значащий или самый большой сферический гармонический термин является второй степенью зональная гармоника, J2, который составляет сплющенность планеты.

Используйте этот блок, если вы хотите более точные значения силы тяжести, чем сферические модели силы тяжести. Например, неатмосферные приложения рейса могут потребовать более высокой точности.

Ограничения

  • Блок исключает центробежные эффекты планетарного вращения и эффекты прецессирующей системы координат.

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

Порты

Входной параметр

развернуть все

Фиксированная система координат координирует от центра планеты в виде матрицы N-3 в выбранных модулях. Каждая строка матрицы является отдельным положением, чтобы вычислить. z - ось положительна к Северному полюсу. Если Central body model имеет значение EGM2008 или EGM96, эта матрица содержит координаты Сосредоточенного землей зафиксированного землей (ECEF).

При введении большой матрицы фиксированной системы координат и значения высокой степени, вы можете получить ошибку из памяти. Для получения дополнительной информации о предотвращении ошибок из памяти в MATLAB® среда, смотрите Твердость “Из Памяти” Ошибки.

При введении большой матрицы фиксированной системы координат вы можете получить максимальное матричное ограничение размера. Чтобы определить самую большую матрицу или массив, который можно создать в среде MATLAB для платформы, см. Производительность и память.

Типы данных: double

Вывод

развернуть все

Массив значений силы тяжести в x - оси, y - оси, и z - ось координат фиксированной системы координат, в выбранных единицах длины в секунду придал квадратную форму. Каждая строка матрицы возвращает расчетный вектор силы тяжести для соответствующей строки во входной матрице.

Типы данных: double

Параметры

развернуть все

Модули ввода и вывода в виде:

Модули

Входной параметр

Вывод

Metric (MKS)

Метры (м)

Метры/секунда2 (m/s2)

English

Ноги (фут)

Ноги/секунда2 (ft/s2)

Программируемое использование

Параметры блоков: units
Ввод: символьный вектор
Значения: 'Metric (MKS)' | 'English'
Значение по умолчанию: 'Metric (MKS)'

Из области значений введите поведение в виде:

ЗначениеОписание

None

Никакое действие.

Warning

Предупреждая в Диагностическом Средстве просмотра, симуляция модели продолжается.

Error

MATLAB возвращает исключение, остановки симуляции модели.

Программируемое использование

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

Планетарная модель в виде:

Центральная модель телаПримечания
EGM2008

Земля — Последняя Земля сферическая гармоническая гравитационная модель из Национальной Геопространственной Спецслужбы (NGA). Этот блок обеспечивает версию WGS-84 этой гравитационной модели. Можно использовать планетарную модель EGM96, если необходимо использовать более старый стандарт для Земли.

EGM96 Земля
LP100K

Луна — Является лучшим для определения лунной орбиты, основанного на вычислительном времени, требуемом вычислить орбиты. Эта модель планеты была создана приблизительно в том же году как LP165P с подобными данными.

LP165P

Луна — Является лучшим для расширенной лунной точности орбиты миссии. Эта модель планеты была создана приблизительно в том же году как LP100K с подобными данными.

GMM2B

Марс

Custom

Позволяет вам задать свою собственную планетарную модель. Эта опция включает параметр Central body MAT-file.

EIGENGL04C

Земля — Поддерживает полевую модель силы тяжести, EIGEN-GL04C (http://icgem.gfz-potsdam.de/tom_longtime). Эта модель является обновлением до EIGEN-CG03C.

Для получения дополнительной информации о системе координат фиксированной системы координат для центральных тел см. Алгоритмы.

При определении собственной планетарной модели параметр Degree ограничивается максимальным значением для int16. При введении значительной степени вы можете получить ошибку из памяти. Для получения дополнительной информации о предотвращении ошибок из памяти в среде MATLAB, смотрите Твердость “Из Памяти” Ошибки.

Зависимости

Установка этого параметра на Custom включает Central body MAT-file.

Программируемое использование

Параметры блоков: ptype
Ввод: символьный вектор
Значения: 'EGM2008' | 'EGM96' | 'LP100K' | 'LP165P' | 'GMM2B' | 'Custom' | 'EIGENGL04C'
Значение по умолчанию: 'EGM2008'

Степень гармонической модели в виде скаляра:

Центральная модель телаРекомендуемая степеньМаксимальная степень

EGM2008

120

2159

EGM96

70

360

LP100K

60

100

LP165P

60

165

GMM2B

60

80

EIGENGL04C

70

360

Программируемое использование

Параметры блоков: degree
Ввод: символьный вектор
Значения: scalar
Значение по умолчанию: '120'

Центральный MAT-файл тела, который содержит определения для пользовательской планетарной модели. aerogmm2b.mat файлом в Aerospace Blockset™ является MAT-файл по умолчанию для пользовательской планетарной модели.

Этот файл должен содержать:

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.

При использовании большого значения для Degree вы можете получить ошибку из памяти. Для получения дополнительной информации о предотвращении ошибок из памяти в среде MATLAB, смотрите Твердость “Из Памяти” Ошибки.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Central body model на Custom.

Программируемое использование

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

Алгоритмы

Кладка блоков Spherical Harmonic Gravity в системе координат фиксированной системы координат для центральных тел:

  • Земля — Система координат фиксированной системы координат является системой координат Сосредоточенного землей зафиксированного землей (ECEF).

  • Луна — Система координат фиксированной системы координат является Основной Системой координат (усилитель мощности (УМ)), ориентация, заданная планетарной эфемеридой JPL DE403.

  • Марс — Система координат фиксированной системы координат задана направлениями полюсов вращения и нулевых меридианов, заданных в [14].

Ссылки

[1] Готтлиб, Роберт Г., "Быстрая сила тяжести, сила тяжести Partials, нормированная сила тяжести, крутящий момент градиента силы тяжести и магнитное поле: деривация, код и данные". NASA-CR-188243. Хьюстон, TX: НАСА Линдон Б. Космический центр имени Джонсона, февраль 1993.

[2] Vallado, Дэвид. Основные принципы астродинамики и приложений. Нью-Йорк: McGraw-Hill, 1997.

[3] "Мир министерства обороны геодезическая система 1984, ее определение и отношение с локальными геодезическими системами". NIMA TR8350.2.

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

[5] Lemoine, F. G. Д. Э. Смит, Д.Д. Роулэндс, М.Т. Цубер, Г. А. Нейман и Д. С. Чинн. "Улучшенное Решение Поля Силы тяжести Марса (GMM-2B) от Глобального Инспектора Марса". Журнал Геофизического Исследования 106, np E10 (25 октября 2001): стр 23359-23376.

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

[7] Pavlis, N.K., С.А. Холмс, Южная Каролина Kenyon и J.K. Фактор, "Земля гравитационная модель до степени 2160: EGM2008". Представленный на 2 008 Генеральных Ассамблеях европейского геофизического объединения, Вены, Австрия, 13-18 апреля 2008.

[8] Grueber, T. и А. Кель. "Валидация поля силы тяжести EGM2008 с выравниванием GPS и океанографическими исследованиями". Представленный на международном симпозиуме IAG по силе тяжести, геоиду & наблюдению Земли 2008, Ханья, Греция, 23-27 июня 2008.

[9] Förste, C., Flechtner и др., "Средняя Глобальная Полевая Модель Силы тяжести От Комбинации Спутниковых Данных о Поверхности Миссии и Altimetry/Gravmetry - EIGEN-GL04C". Геофизические Краткие обзоры 8, 03462, 2006 Исследования.

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

[11] Коломбо, Оскар Л. "Численные методы для гармонического анализа сферы". Отчеты отдела геодезической науки, отчет № 310, Университет штата Огайо, Колумбус, OH., март 1981.

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

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

[14] Отчет Рабочей группы IAU/IAG на картографических координатах и вращательных элементах: 1991.

Расширенные возможности

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

Смотрите также

|

Темы

Введен в R2010a

Документация Aerospace Blockset

Поддержка