rpd000010379 (1012718), страница 6
Текст из файла (страница 6)
Задача.
-
Для заданных начальных условий вычислить координаты точек границы зоны обзора с заданным шагом по азимуту с записью в текстовый файл в виде таблицы <Азимут- долгота – широта> и изображением ЗО на карте.
-
Рассчитать координаты точек границы зоны обзора с заданным шагом по азимуту в заданный момент времени на текущем витке с записью в текстовый файл в виде таблицы <Азимут- долгота – широта>.
-
Найти точки на трассе, в которых угловой радиус зоны минимальный и максимальный. (примечание: в случае круговой орбиты данная задача теряет смысл).
Вариант 7. Ширина полосы обзора
В своем движении относительно Земли аппаратура наблюдения «освещает» на поверхности Земли полосу, линейный размер которой равен
где Re– средний радиус Земли;
h – высота КА над Землей;
– центральный радиус поля зрения аппаратуры КА.
Исходные данные: – стандартные начальные условия, угол
Задача.
-
Для заданных начальных условий вычислить ширину полосы обзора.
-
Рассчитать ширину полосы обзора в заданный момент времени на текущем витке с записью в текстовый файл в виде таблицы <время- ширина>.
-
Найти точки на трассе, в которых ширина полосы обзора минимальна и максимальна. (примечание: в случае круговой орбиты данная задача теряет смысл).
Вариант 8. Расчет данных для планирования сеанса связи
Для планирования сеанса связи КА-НИП необходимо найти время входа в зону данного НИП, время покидания зоны, минимальный угол КА-Солнце (если сеанс приходится на освещений участок орбиты) и длительность контакта. Чтобы обеспечить слежение антенны НИП за КА нужна таблица азимутов и углов места КА по времени от момента входа до момента выхода из зоны.
Исходные данные: – стандартные начальные условия, координаты НИП и минимальный угол места НИП.
Задача.
-
Вычислить длительность контакта на текущем витке, а так же время, азимут и угол места КА в точках входа и выхода в зону НИП.
-
Вычисть минимальное значение угла КА-Солнце в окне сеанса (если сеанс приходится на дневное время)
-
Вычислить общее время контакта для сети из нескольких НИП на текущем витке (количество НИП, координаты и минимальные углы места для каждого НИП задаются в составе исходных данных.
Вариант 9. Расчет данных целеуказания для НИП
Данные целеуказания необходимы для задания программы разворота антенны НИП на КА перед началом сеанса и слежения за КА в течение его прохождения зоны данного НИП. Для слежения за КА нужна таблица азимутов и углов места КА по времени от момента входа до момента выхода из зоны.
Исходные данные: – стандартные начальные условия, координаты НИП и минимальный угол места НИП.
Задача.
-
Определить моменты начала и окончания контакта КА-НИП и составить таблицу <время – место – азимут> в окне сеанса на текущем витке.
-
Определить, будет ли момент когда антенну надо будет направить в зенит?
-
Определить, будет ли момент засветки антенны Солнцем?
Вариант 10. Расчет данных для планирования сеансов связи
Для планирования сеанса связи КА-НИП необходимо найти время входа в зону данного НИП, время покидания зоны, минимальный угол КА-Солнце (если сеанс приходится на освещений участок орбиты) и длительность контакта. Чтобы обеспечить слежение антенны НИП за КА нужна таблица азимутов и углов места КА по времени от момента входа до момента выхода из зоны.
Исходные данные: – стандартные начальные условия, координаты и минимальные углы места двух НИП.
Задача.
-
Вычислить моменты начала и окончания окна контакта каждого НИП.
-
Вычисть суммарное время контакта на текущем витке
-
Вычислить общее время контакта, приходящееся на освещенный участок орбиты.
Вариант 11. Коррекция в плоскости орбиты КА
Исходные данные: – стандартные начальные условия, приращения скорости ΔVX и ΔVY , выраженные в м/с.
Задача
-
Вычислить приращения a, е и при коррекции в начальный момента времени.
-
Вычислить приращения a, е и при коррекции в заданный момент времени на текущем витке.
-
Вычислить приращения a, е и если коррекция проводится в момент прохождения перигея или апогея орбиты ( попутно получить и вывести соответствующий момент времени)
Вариант 12. Коррекция в плоскости орбиты КА
Исходные данные: – стандартные начальные условия, приращения скорости ΔVX и ΔVY , выраженные в м/с.
Задача
-
Вычислить новые параметры при коррекции орбиты в начальный момент времени.
-
Вычислить новые параметры при коррекции в заданный момент времени на текущем витке
-
Вычислить новые параметры при коррекции орбиты в момент прохождения перигея или апогея орбиты ( попутно получить и вывести соответствующий момент времени).
Вариант 13. Пространственная коррекция орбиты КА
Исходные данные: – стандартные начальные условия, приращение скорости ΔV и углы Эйлера, задающие ориентацию КА относительно осей орбитальной системы координат
Задача
-
Вычислить новые параметры при коррекции орбиты в начальный момент времени.
-
Вычислить новые параметры при коррекции в заданный момент времени на текущем витке
-
Вычислить новые параметры при коррекции орбиты в момент прохождения перигея или апогея орбиты ( попутно получить и вывести соответствующий момент времени).
Вариант 14. Коррекция орбиты боковым импульсом
Прикладывается только боковой импульс ΔVZ
Исходные данные: – стандартные начальные условия, приращение скорости ΔVZ , выраженное в м/с.
Задача
-
Вычислить новые параметры орбиты при коррекции орбиты в начальный момент времени.
-
Вычислить новые параметры при коррекции в заданный момент времени на текущем витке
-
Вычислить новые параметры при коррекции орбиты в момент прохождения восходящего или нисходящего узла орбиты ( попутно получить и вывести соответствующий момент времени).
Вариант 15. Коррекция орбиты боковым импульсом
Прикладывается только боковой импульс ΔVZ
Исходные данные: – стандартные начальные условия, приращение скорости ΔVZ , выраженное в м/с.
Задача
-
Вычислить новые параметры орбиты при коррекции орбиты в начальный момент времени.
-
Вычислить новые параметры при коррекции в заданный момент времени на текущем витке
-
Вычислить новые параметры при коррекции орбиты в момент верхней или нижней кульминации (аргумент широты равен 90О или 270О. ( попутно получить и вывести соответствующий момент времени).
Приложение
-
Константы
RЕ | средний радиус Земли | 6371.21 | км |
| угол наклона плоскости экватора Земли к эклиптике | 23027’08”.26 | |
| гравитационная постоянная Земли | 0.398603106 | км3/с2 |
угловая скорость суточного вращения Земли | 0.729211510-4 | с-1 | |
C20 | коэффициент второй зональной гармоники | 1.082627e-3 | - |
TS | средние звездные сутки | 86164.03 | с |
ТС | средние солнечные сутки | 86400 | с |
ALS | астрономическая единица в световых секундах | 499.00478353 | с |
VL | скорость света | 299792.458 | км/с |
JD2K15 | юлианская дата эпохи 2000 г., январь 1.5. (1 января 12 час) | 2451545.0 |
JC | число дней в юлианском столетии | 36525 |
-
Невозмущенное движение КА
Невозмущенное движение КА подчиняется трем законам Кеплера, из которых следует, что форма орбиты это сечение конуса плоскостью, определяющее эллипс, параболу или гиперболу.
Замкнутая орбита представляет собой эллипс, в одном из фокусов которого находится Земля.
В полярной системе координат уравнение конического сечения имеет вид
где r – расстояние от фокуса до КА (т.н. радиус-вектор КА);
– полярный угол (т.н. истинная аномалия), который отсчитывается от момента прохождения перицентра;
е – эксцентриситет, 0е<1;
a – большая полуось орбиты (эллипса);
Размер большой полуоси орбиты вытекает из первого закона Кеплера и вычисляется по формуле
где – среднее движение или средняя угловая скорость радиус-вектора r,
Т – период обращения,
µ – гравитационная постоянная Земли.
Перицентром (перигеем) орбиты называется точка наименьшего удаления КА от фокуса на расстояние:
Апоцентром (апогеем) орбиты называется точка наибольшего удаления КА от фокуса на расстояние
Линия между перицентром и апоцентром называется линией апсид.
Положение перицентра орбиты задается углом , который называется аргументом перицентра. Он отсчитывается в направлении движения КА от восходящего узла орбиты.
Восходящий узел орбиты это точка, в которой КА переходит из южного полушария Земли в северное. Противоположный узел называют нисходящим. Линия, лежащая в плоскости экватора между узлами, называется линией узлов.
Ориентация плоскости орбиты в пространстве определяется углами наклона плоскости к экватору i и долготой восходящего узла . Долгота восходящего узла отсчитывается от направления на точку весеннего равноденствия, в которой Земля в движении вокруг Солнца переходит из южного его полушария в северное.
При невозмущенном движении все определяющие параметры орбиты ( a, e, p, i, ) постоянны. Переменными по времени являются истинная аномалия, радиус-вектор, а также скорость движения КА по орбите.
Истинная аномалия связана со временем движения уравнением Кеплера.