Упрощенные модели возмущений
Модели, используемые для расчета орбитального состояния спутника

Упрощенные модели возмущений представляют собой набор из пяти математических моделей (SGP, SGP4, SDP4, SGP8 и SDP8), используемых для расчета векторов орбитального состояния спутников и космического мусора относительно инерциальной системы координат с центром на Земле . Этот набор моделей часто называют SGP4 из-за частоты использования этой модели, особенно с двухстрочными наборами элементов, производимыми NORAD и NASA .

Эти модели предсказывают эффект возмущений , вызванных формой Земли, сопротивлением, излучением и гравитационными эффектами от других тел, таких как Солнце и Луна. [1] [2] Упрощенные модели общих возмущений (SGP) применяются к околоземным объектам с орбитальным периодом менее 225 минут. Упрощенные модели возмущений глубокого космоса (SDP) применяются к объектам с орбитальным периодом более 225 минут, что соответствует высоте 5877,5 км, предполагая круговую орбиту. [3]

Модели SGP4 и SDP4 были опубликованы вместе с примером кода на языке FORTRAN IV в 1988 году с усовершенствованиями по сравнению с исходной моделью для обработки большего количества объектов на орбите с тех пор. SGP8/SDP8 представили дополнительные улучшения для обработки орбитального распада . [3]

Модель SGP4 имеет ошибку ~1 км на эпоху и растет на ~1–3 км в день. [3] Эти данные часто обновляются в источниках NASA и NORAD из-за этой ошибки. Первоначальная модель SGP была разработана Козаем в 1959 году, улучшена Хилтоном и Кульманом в 1966 году и первоначально использовалась Национальным центром управления космическим наблюдением (а позже Сетью космического наблюдения США ) для отслеживания объектов на орбите. Модель SDP4 имеет ошибку 10 км на эпоху. [1]

Модели глубокого космоса SDP4 и SDP8 используют только уравнения «упрощенного сопротивления». Точность здесь не имеет большого значения, поскольку случаи со спутниками с высоким сопротивлением не остаются в «глубоком космосе» слишком долго, поскольку орбита быстро становится ниже и почти круговой. SDP4 также добавляет лунно-солнечные гравитационные возмущения ко всем орбитам и резонансные члены Земли специально для 24-часовой геостационарной и 12-часовой орбиты «Молнии» . [2]

Дополнительные версии модели были разработаны и опубликованы в 2010 году Центром космических полетов имени Годдарда при НАСА для поддержки отслеживания миссии SeaWiFS и Центром навигационной и вспомогательной информации в Лаборатории реактивного движения для поддержки Системы планетарных данных для навигационных целей многочисленных, в основном дальних космических миссий. [1] [4] Текущие библиотеки кода [5] [6] используют алгоритмы SGP4 и SDP4, объединенные в единую кодовую базу в 1990 году [7], обрабатывая диапазон орбитальных периодов, которые обычно в общем упоминаются как SGP4. [7]

Ссылки

  1. ^ abc Миура, Николас Цвип (2009). «СРАВНЕНИЕ И РАЗРАБОТКА УПРОЩЕННЫХ ОБЩИХ МОДЕЛЕЙ ВОЗМУЩЕНИЙ». Калифорнийский политехнический государственный университет, Сан-Луис-Обиспо .
  2. ^ ab Hoots, Felix R.; Ronald L. Roehrich (31 декабря 1988 г.). "Models for Propagation of NORAD Element Sets" (PDF) . Отчет Министерства обороны США Spacetrack (3) . Получено 5 сентября 2023 г. .
  3. ^ abc Vallado, David A.; Paul Crawford; Richard Hujsak; TS Kelso (август 2006 г.). "Revisiting Spacetrack Report #3" (PDF) . Конференция специалистов по астродинамике . doi :10.2514/6.2006-6753. ISBN 978-1-62410-048-2. Получено 5 сентября 2023 г. .
  4. ^ "Planetary Data System". NASA Science Mission Directorate . Получено 5 сентября 2023 г.
  5. ^ Kelso, Dr. TS "CelesTrak: Publications [AIAA 2006-6753]". www.celestrak.com . Celestrak . Получено 15 апреля 2019 г. .
  6. ↑ Грей, Билл (30 марта 2019 г.). "sat_code: Код для модели движения спутников SGP4/SDP4". Github . Получено 15 апреля 2019 г.
  7. ^ ab Валладо, Дэвид А.; Кроуфорд, Пол; Хаджсак, Ричард. «Revisiting Spacetrack Report #3: Rev 1» (PDF) . Celestrak . AIAA . Получено 15 апреля 2019 г. .

Исходный код для реализации алгоритмов и интерпретации TLE в некоторых случаях:

  • python-sgp4 Реализация модели sgp4 на языке Python с автоматической загрузкой элементов TLE из базы данных NORAD.
  • PHP5 на основе Gpredict
  • Java: SDP4 и predict4java
  • C++, FORTRAN, Pascal и MATLAB.
  • go-satellite Реализация модели SGP4 на GoLang и вспомогательных утилит.
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Упрощенные_модели_возмущений&oldid=1173945195"