بررسی روش‌های تعیین مدار اولیه ماهواره‌ها با داده‌های زاویه‌ای و توسعه روشی متناسب با رصد اپتیکی برای ماهواره‌های ارتفاع پایین

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی هوافضا، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران

2 پژوهشگاه فضایی ایران، تهران، ایران

چکیده

نیاز به تعیین مدار ماهواره‌ها امری اجتناب ناپذیر است، این تعیین مدار با روش‌های سیگنالی، راداری و یا اپتیکی صورت می‌پذیرد که با توجه به امکانات کشور برای این موضوع بر روش اپتیکی و یا به عبارت دیگر روش‌های صرفا زاویه‌ای معطوف شدیم. در این مقاله به بررسی انواع روش‌های تعیین مدار زاویه‌ای پرداختیم و در نهایت روش گاوس را مناسب‌تر برای هدف خود پیدا کردیم. روش گاوس رویکردهای مختلفی برای رسیدن به پاسخ دارد؛ گلوگاه این مقاله یافتن و انتخاب یک رویکرد مناسب از روش گاوس به عنوان مبنای محاسبات و حذف ساده‌سازی‌های تعیین مدار اولیه بود و برای آن از همگرایی اندازه سرعت نقاط رصد در هر گام حل مسئله استفاده کردیم. در این مقاله با رویکردی جدید که هدف آن حذف تخمین‌ها بود به توسعه تعیین مدار پرداختیم و در نهایت یک روش توسعه یافته بدون هیچ تخمین و خطایی ارائه شد. برای بررسی این روش یک شبیه‌سازی در حالت بدون اغتشاش (مسئله دو جسم) انجام گرفت و نتایج بدون خطای آن حکایت از توسعه مناسب رویکرد دارد و برای حالت با اغتشاش کامل و نویز نیز، در مقایسه میان این روش و سایر روش‌های کلاسیک و همچنین مقالات متوجه می‌شویم که دقت این روش برای تعیین مدار اولیه با رصد اپتیکی نتایجی بهتر و یا در سطح روش‌های نوین تعیین مدار دارد و قابل استفاده برای تعیین مدار دقیق است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Study on Angles-only Initial Orbit Determination methods and development of a method suitable for optical observation for LEO

نویسندگان [English]

  • Abolghasem Naghash 1
  • Mohammadreza Zafari 1
  • Taleb Abdollahi 2
1 Faculty of Aerospace Engineering, Amirkabir University of Technology, Tehran, Iran
2 Iranian Space Research Center, Tehran, Iran
چکیده [English]

The need to determine the orbit of satellites is inevitable, this orbit determination is done by signal, radar or optical methods, which according to the country's capabilities for this issue, we turned to the optical method, or in other words, Angles-only methods. In this article, we examined a variety of methods for Angles-only Initial Orbit Determination and finally found the Gaussian method suitable for our purpose. The Gaussian method has different approaches to the answer, and we developed an orbit determination with a new approach that aimed to eliminate the estimates, and finally presented an extended method without any estimates. To test this method, a two-body simulation was performed and its error-free results indicate the correct development and accurate implementation of the method. Also, for the case with complete Perturbation and noise more than 3arcsec, in comparison between this method and other classical methods and other articles, we find that the accuracy of this method for IOD with optical observation has better results or at the level of new IOD methods. level of new IOD methods.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Orbit determination
  • Initial orbit determination
  • Angles-only methods
  • Gauss method
  • Optical observation