مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

مدلسازی حرکت نسبی بزرگ مقیاس دو ماهواره در مدار بیضوی

نویسندگان
1 استادیار دانشگاه تهران
2 دانکده علوم و فنون نوین دانشگاه تهران
3 دانشگاه علم و صنعت ایران
چکیده
برای آرایش پرواز دو ماهواره در منظومه ماهواره‌ای، حرکت نسبی و الگوریتم تعیین وضعیت مؤلفه‌های کلیدی هستند که بر کیفیت پرواز و بازدهی مأموریت اثر می-گذارند. در این مقاله حرکت نسبی مداری دو ماهواره با دو مدار بیضوی کپلری دلخواه و در فاصله زیاد مورد بررسی قرار می‌گیرد و یک راه حل دقیق و مؤثر بر اساس هندسه کروی برای مسئله حرکت نسبی ماهواره با در نظر گرفتن اغتشاش j2 که یکی از اغتشاشات مهم در مدارت ارتفاع پایین است ارائه می‌شود. روش هندسی مستقیم با استفاده از مختصات کروی برای رسیدن به این راه حل استفاده می‌شود. از این روش برای اندازه‌گیری فاصله بین هر دو ماهواره در منظومه ماهواره‌ای استفاده می‌شود. در این روش موقعیت نسبی و سرعت نسبی دو ماهواره بر اساس المان‌های مداری محاسبه می شوند. نتایج به دست آمده از شبیه سازی با استفاده از نرم افزار اس.تی.کی، مقایسه با نتایج حاصل از معادلات برای ماهواره های با خروج از مرکزهای متفاوت و بررسی دقت و خطای روش پیشنهادی نشان می‌دهد که راه حل به دست آمده با استفاده از روش هندسی، حرکت نسبی ماهواره را با دقت بالایی محاسبه می‌کند. بنابراین راه حل پیشنهادی برای ماموریت‌های فضایی قابل اجرا و مؤثر خواهد بود.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Modeling of large scale relative motion of two satellite in elliptical orbit

نویسندگان English

Mahdi Fakoor 1
Fatemeh Amozegary 2
Majid Bakhtiari 3
1 University of Tehran
چکیده English

For formation flying of two satellites in a satellite constellation, the relative motion and attitude determination algorithms are the key components that affect the quality of flight and mission efficiency. In this paper orbital relative motion of two satellites with arbitrary Keplerian elliptic orbit and in large distance will be analyzed and also exact and efficient solution for relative motion of the satellite with j2 perturbation which is one of the important perturbation in Low Earth Orbit (LEO) using spherical geometry is proposed. Direct geometric method using spherical coordinates are utilized to achieve this solution. In this method relative position and relative velocity of two satellites are calculated in the satellite constellation based on orbital elements. The obtained results from simulation with STK software, comparison of results with extracted results from equations for satellite with different eccentricity and analysis of the proposed method’s accuracy and fault show that the solution obtained from the geometric method presents the relative motion of the satellite with high accuracy. Thus, the proposed solution will be applicable and effective for relative motion of constellation satellites in space missions.

کلیدواژه‌ها English

Large- scale relative motion
elliptical orbit
j2 perturbation
Satellite Constellation