Тессеральная часть геопотенциала

Я работаю над дизайном созвездия для академических целей. Я пытаюсь описать явление, которое проявляется в симуляциях, с помощью аналитического выражения, и я не могу найти хорошую ссылку на эту проблему. Я постараюсь описать проблему, и, возможно, кто-то здесь может указать мне на нужную книгу или статью.

Предположим, у нас есть два спутника, вращающихся вокруг Земли по почти полярной околокруговой орбите. Спутники идентичны, а две орбиты отличаются только углом RAAN. Используя высокоточное моделирование, я замечаю дрейф между двумя спутниками, дрейф, который со временем меняет время пересечения узлов. В принципе, средняя скорость изменения аномалии между двумя спутниками не одинакова. Например, на орбите 600 км, наклонении 91 град и разности RAAN 60 град я получаю среднюю разность аномалий 0,4 град через 10 дней. Эффект кажется вековым или, может быть, с очень длительным периодом.

После дальнейшего анализа я понимаю, что причиной этого эффекта является геопотенциал, в основном тессеральная часть геопотенциала. Начальная разница RAAN между двумя плоскостями создает неравномерное возмущение геопотенциала.

Я ищу книгу или статью, в которой приводятся уравнения производной средней аномалии, на которую влияет тессеральная часть геопотенциала. Я ищу прямое приближение, что-то, что может помочь мне количественно оценить эффект, чтобы я мог, надеюсь, разработать эффективный контроллер для борьбы с этим дрейфом.

Спасибо

Эвиатар

Можете ли вы примерно сказать, насколько велик эффект? Одна секунда на орбиту, в неделю, в год? Мне просто интересно. Вместо аналитического можно рассмотреть простой числовой тест. Несколько десятков строк Python могут быть всем, что вам нужно. См. мой ответ Брауэру-Лиддану, означающему смещение полубольшой оси . Проблема заключалась в том, что они начинались в одном и том же месте в космосе, но в разные эпохи, фактически вращая Землю, перемещая разные гравитационные потенциалы к месту старта спутника. Вы делаете подобное/то же самое.
Я думаю, что если вы попытаетесь добавить некоторые тессеральные гармоники к такому маленькому сценарию, вы сможете узнать гораздо больше, чем из аналитического приближения. Вначале это может занять больше времени, но вы можете просто продолжать тестировать новые вещи и узнавать больше. Тогда вы все равно перейдете к стандартному программному обеспечению для полномасштабного моделирования, но с лучшим пониманием того, что означают эти результаты.

Ответы (1)

Потратив три дня на эту тему, я понял, что исходная статья, с которой я работал, была в порядке, но моя реализация Matlab была ошибочной.

Итак... если вы когда-нибудь захотите получить хорошую оценку зональной, тессеральной и секторной частей геопотенциала, просто следуйте этой статье (Оценка средних орбитальных элементов для автономного спутникового наведения и управления орбитой), внедрите эти неприятные уравнения в сценарий. вот и все.

Я сравнил результаты с высокоточной симуляцией, включающей гораздо более высокий порядок модели геопотенциала, и результат оказался отличным.

Поздравляем! Для тех, кто заинтересован, есть версия без платного доступа, доступная по адресу researchgate.net/publication/…