Расчет радиального, внутрипутевого и поперечного расстояний

Я вычисляю относительные расстояния между спутниками. На следующем рисунке показаны дистанции, которые считаются рискованными.

  1. Что означают радиальные, внутридорожные и кросс-трековые и почему они используются?
  2. Как они рассчитываются?
  3. Какой из них важнее для принятия решения?

введите описание изображения здесь

См. этот ответ , особенно «Добавление» в одном из ответов.

Ответы (1)

Похоже, вы работаете с Руководством по безопасности космических полетов JSpOC для операторов ( https://www.space-track.org/documents/JSpOC_Spaceflight_Safety_Handbook_For_Operators.pdf ). В этом случае они определяют кадр RIC как идентичный тому, что часто называют кадром UVW ( https://www.space-track.org/documents/JSpOC_Pc_4Aug16.pdf , стр. 3).

Этот кадр определяется так, что:

Радиальный (R или U) находится в направлении вектора положения

Поперечное направление (C или W) находится в направлении вектора углового момента (P пересекает V).

На трассе (I или V) - это W крест U

Вектор траектории будет совпадать с вектором скорости для идеально круговой орбиты.

Чтобы рассчитать это для сценария соединения, рассчитайте вектор относительного положения в координатах ECI между вашими первичными и вторичными объектами. Затем умножьте его на матрицу преобразования ECI->UVW [T] для первичной обмотки.

      {u} = |{P}|    
[T] = {w} = |{P}x{V}|
      {v} = |{w}x{u}|

Где {P}, {V} — вектор положения и скорости ЭКИ основного объекта. || указывает на взятие единичного вектора.

{u}, {v}, {w} - это строки матрицы преобразования [T]

Итак, чтобы получить вектор относительного положения в кадре RIC... Начните с вычисления относительного положения в кадре ECI.

{Prel} = {P} - {Psecondary}

где {P} — позиция ECI основного объекта, а {Psecondary} — позиция ECI вторичного объекта.

Рассчитайте матрицу преобразования [T], как описано выше, используя положение и скорость ECI основного объекта ({P}, {V})

Тогда относительное положение в кадре RIC, {Pric}:

{Pric} = [T] {Prel}

Почему они используются для оценки? Почему бы просто не рассчитать расстояние?
Необработанное расстояние — плохой показатель риска столкновения, потому что не все расстояния одинаковы. Это происходит из-за ковариации положения (она же неопределенность положения) объектов. Для большинства объектов, особенно в какое-то значительное время после эпохи elset, неопределенность положения внутри пути намного больше, чем неопределенность в радиальном и поперечном направлениях. Таким образом, при оценке риска столкновения прогнозируемое радиальное смещение снижает риск намного больше, чем такое же смещение в направлении пути.
Вам было бы полезно изучить второй документ, на который я ссылался выше — это достойный обзор того, как оценивается риск столкновения.
Почему для радиала установлено значение 0,5, а для высоты 750 км — 28 км? И неопределенность возрастает со временем, поэтому эти значения не должны быть постоянными в течение 1 недели...
Как и выше, радиальная неопределенность намного меньше. Эти значения являются приблизительными, полученными в результате анализа. Их можно использовать для простого скрининга «не допускайте» (то, что JSpOC называет скринингом на основе эллипсоида, или в качестве предварительного скрининга для скрининга на основе вероятности столкновения (Pc). Если задействованные объекты хорошо отслеживаются и охарактеризованы, вам следует использовать Скрининг ПК по сравнению с обычным скринингом эллипсоида именно по той причине, которую вы указываете.
Я редактирую ответ выше, чтобы сделать ваш последний вопрос более ясным...
Спасибо за редактирование. Таким образом, компоненты вектора в кадре RIC будут соответственно радиальными, путевыми и поперечными.
Да... и еще 12 символов, чтобы я мог представить
Спасибо за ваш ответ. Один вопрос: сказано, что элементы ковариационной матрицы находятся в системе RIC. Однако ковариационная матрица рассчитывается на основе сравнения прогнозных и фактических данных. Как можно преобразовать его в РИЦ?
Ковариационная матрица выходит из процесса определения орбиты. Обычно он представлен в телецентрированной системе координат (RIC, UVW, TNW и т. д.). Однако при вычислении Pc необходимо сложить ковариационные матрицы двух объектов, поэтому их необходимо преобразовать в общую систему координат. Может быть ECI, может быть центрированной системой координат первичного элемента и т. д.
Чтобы повернуть матрицу ковариации в другую систему координат, вы берете ту же матрицу преобразования, которую использовали бы для поворота вектора, и предварительно и после умножаете матрицу ковариации на матрицу преобразования и ее транспонирование. Например, если [T] является матрицей преобразования ECI->RIC, тогда [Cric] = [T]*[Ceci]*transpose([T])