تعیین مشخصات مداری برای ماهواره‌هایی با رد زمینی تکراری

نوع مقاله: مقالة‌ تحقیقی‌ (پژوهشی‌)

نویسندگان

دانشکدة مهندسی هوافضا- دانشگاه صنعتی امیرکبیر

چکیده

برای برخی ماهواره‌های رصدزمین، مدار ایده‌آل مداری است که رد زمینی تکرار شود تا این امکان را به وجود آورد که منطقه خاصی از زمین به‌طور دوره‌ای تحت نظر یا سنجش قرار گیرد. این مقاله، روشی سریع برای تعیین پارامترهای مداری ماهواره‌هایی با چنین مأموریتی است. این روش نیم قطر اصلی مدار را با توجه به زاویة میل مدار و همچنین دورة چرخش مدار  به‌دست می‌آورد. سپس تغیرات نیم قطر اصلی را براساس خروج از مرکز مدار محاسبه می‌کند . همچنین روش دیگری نیز پیشنهاد می‌گردد که اصلاح شده و بهبود یافته روش پیشین به‌حساب می‌آید. از مزایای روش ارائه شده‌ می‌توان به عملکرد سریع و سهولت در محاسبات اشاره کرد. در پایان نیز، به‌منظور تصدیق و اطمینان از نحوة عملکرد برنامه از نرم‌افزار satellite tool kit کمک گرفته شده و نتایج مقایسه خواهد شد.
 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Determining orbital element on Earth Observation Repeat-Ground-Track orbit

نویسندگان [English]

  • P. Torabi
  • A. Naghash
Department of Aerospace Engineering, Amirkabir University of Technology
چکیده [English]

This paper presents a new methodology for a quick and efficient numerical determination of the condition for repeat ground tracks to be employed in an orbital optimization design methodology. This methodology employs the simplicity and reliability of the epicyclical motion condition for a repeat ground track to find a semimajor axis for a given repetition cycle and inclination. Then the semimajor axis is re fined for application to any elliptical motion. This methodology was discovered by comparing two recent methods in addition to a new proposed method offered in this paper investigating both nonlinear algebraic and polynomial formulations of the governing repeat-ground-track condition relationship. A lesser known simplified method is used for preliminary solution refinement. The advantages and disadvantages of each approach are weighed with each method ’s reliability, performance, and computational ease based on a case study. From these criteria, one method is recommended for use in repeat-ground-track orbit design optimization methodology.
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Orbital mechanics-satellite orbit design
  • Repeating ground track

[1]Vallado, D., Fundamentals of Astrodynamics and
Applications, 2nd Edition, McGraw – Hill, New York,
2001, pp. 623, 646– 649.
[2]Mortari, D., Wilkins, M. and Bruccoleri, C., “The Flower
Constellations,” Journal of the Astronautical Sciences,
Vol. 52. No. 1 and 2, 2004, pp. 107 – 127
[3]Aorpimai, M. and Palmer, P., “Repeat-Groundtrack Orbit
Acquisition and Maintenance for Earth-Observation
Satellites,” Journal of Guidance, Control, and
Dynamics, Vol. 30, No. 3, 2007, pp. 654 –659.
[4]Vtipil, S. and Newman, B., “Determining an Efficient
Repeat Ground Track Method for Earth Observation
Satellites: For Use in Optimization Algorithms,” AIAA
Paper 2010-8266, Aug. 2010.
[5]Collins, S.K., Computationally Efficient Modelling for
Long Term Prediction of Global Positioning System
Orbits, (M Sc Thesis), Department of Aeronautics and
Astronautics, Massachusetts Institute of Technology,
Cambridge, MA, 1977.