В чем разница между кадром Hill и кадром LVLH в спутнике?

Чем отличается кадр Хилла от локально-вертикального, локально-горизонтального (LVLH) кадра в спутнике? Я добавляю одну фигуру, чтобы показать эти два кадра.

введите описание изображения здесь

ссылка на рисунок:

Вайс, Авишай, Урош В. Калабич и Стефано Ди Кайрано. «Удержание станции и управление импульсом спутников малой тяги с использованием MPC». Аэрокосмическая наука и техника 76 (2018): 229-241.

Я думаю, что здесь есть ответ на ваш вопрос, но это не моя рулевая рубка: space.stackexchange.com/a/32872/6944 См. особенно комментарий Хулио к ответу.
@OrganicMarble Это моя рулевая рубка. Здесь нужно действовать очень осторожно, потому что не существует стандартного определения ни «кадра холма», ни «кадра LVLH». Одна из осей направлена ​​вдоль или против вектора от центра масс центрального тела к космическому аппарату, другая направлена ​​вдоль или против вектора угловой скорости, а третья завершает систему координат. Какой из Икс ^ , у ^ , и г ^ изменяется радиальная, угловая скорость и завершение; есть много вариантов. Я даже видел результат завершения и заказа в левой системе координат!
Автору: То, что вы изобразили, представляет собой одну концепцию фрейма Хилла и одну концепцию фрейма LVLH. Есть и другие определения; стандарта нет.
немного связано с ответами, которые напрямую не отвечают на этот вопрос, но могут быть потенциально полезными: являются ли ECI и ECEF фреймами и/или системами координат? Есть ли разница?

Ответы (1)

Терминология неясна, поэтому правильный ответ зависит от того, какую книгу вы читаете. Например, Кертис в книге « Орбитальная механика для студентов-инженеров » говорит, что они одинаковы, но Вальядо в книге « Основы астродинамики и приложений » отрицает Икс и г топоры его LVLH. Ни одно из них не соответствует определению, показанному на изображении, которое вы разместили, поэтому, по крайней мере, для чтения этой статьи следуйте его определениям, а не чьим-либо еще! Затем, когда вы будете читать следующую статью, ожидайте, что ее выбор будет несколько иным.

Причин этой путаницы несколько. Например, в термине «LVLH» «вертикальный» — это вектор, а «горизонтальный» — это плоскость . Следовательно, любое вращение системы LVLH вокруг своей оси V имеет одну и ту же локальную горизонталь, хотя выбранные базисные векторы могут сильно различаться. Кроме того, когда вы находитесь в космосе, что именно означает «вертикальный»? В отношении чего?

Разные авторы делают разный выбор. Более подробно я описал это здесь . Дэвид Хаммен дал здесь инструкции по различным способам создания собственного LVLH, с почти таким же предупреждением о необходимости адаптироваться к особенностям того, что вы читаете. Один связанный комментарий Organic Marble очень интересен, потому что он показывает еще одну опасность: рассматриваемый спутник находится на орбите вокруг Солнца , но примеры кадров LVLH находятся вокруг Земли .. Бывают случаи, когда такая смесь эталонных тел является именно тем соотношением, которое вам нужно для ваших кадров, особенно если вам нужно отрегулировать положение спутника на околоземной орбите, чтобы его солнечные панели были обращены к Солнцу, но это добавляет дополнительный уровень сложности, который может скрывать неприятные сюрпризы.

Я собирался написать ответ, но это в значительной степени охватывает то, что я бы написал. Не существует стандарта, в котором говорится, что « это рама Hill» и « это рама LVLH». В некотором смысле кадр Хилла и кадр LVLH являются синонимами, но, возможно, с отрицанием и переупорядочением. Нужно быть очень осторожным при объединении понятий из разных источников.