مدل سازی دینامیک مدار بر اساس تفکیک مولفه های مداری برای کنترل ماهواره های ارتفاع پایین

در این مقاله، دیدگاه جدیدی برای مدل سازی دینامیک مداری معرفی می شود که بر اساس چگونگی تغییرات مولفه های مداری در حضور اغتشاشات است. دینامیک مدار ماهواره اغلب توسط روش های کول و انکه مطرح می شوند. این روش ها شامل حل معادلات دیفرانسیل مرتبه دوم غیرخطی مدار، به همراه تاثیر انحرافی تمامی نیروهای اغتشاشی، در فضای کارتزین هستند. این فرم های دینامیکی نیازمند تبدیل مختصات دکارتی به مولفه های مداری است تا از آن طریق تغییرات این مولفه ها به دست آیند. در این تحقیق، از روش گوسی برای تبدیل معادلات دیفرانسیل غیرخطی مدل های قبل به شش معادله دیفرانسیل مرتبه اول غیرخطی استفاده شده تا قادر به استخراج تغییرات مولفه های مداری به طور مستقیم از آن ها بود. سپس، «دیدگاه اغتشاشی اصلاح شده» برای مدارهای با ارتفاع کم معرفی شده است. در این دیدگاه، اثر تکرارشونده J2 جزء دینامیک مدار فرض شده و تاثیرات دیگر همچون اثر ترم های بالاتر عدم کرویت (J3- J6)، نیروی آیرودینامیکی جو، جرم سوم، فشارهای تشعشعی و تاثیرات طولانی مدت J2 به عنوان عوامل اغتشاشی در نظر گرفته شده اند. مزایای اصلی این دیدگاه نسبت به روش های قبلی شامل: الف) قابلیت جداسازی تاثیرات تکرارشونده و طولانی مدت اغتشاشات بر مولفه های مداری، ب) محاسبات کم حجم تر و دقیق تر، ج) کاهش مصرف سوخت در فرآیند کنترلی اصلاح مدار و د) ساده و عملی بودن روش های کنترلی هستند. نتایج بدست آمده شبیه سازی، مزایای فوق الذکر را تصدیق می کند.