Journal influence
Higher Attestation Commission (VAK) - К1 quartile
Russian Science Citation Index (RSCI)
Bookmark
Next issue
№4
Publication date:
09 December 2024
An approach to modeling of parameters optimization for satellite system elliptical orbits
Date of submission article: 02.12.2014
UDC: 004.4:62.503.5
The article was published in issue no. № 1, 2015 [ pp. 87-91 ]Abstract:This paper proposes an approach to modeling elliptical orbits of the Earth's surface continuous review satellite system to optimize their parameters. For this purpose the author suggests an analysis of options for solving the problemof optimization of such review by a satellite system with elliptic orbits. There are descriptions of the conditions that characterize the motion model of a considered satellite system. The author considers Kepler model of satellite motion in Cartesian (Greenwich) coordinate system with the origin at the center of the Earth. To find the true anomaly the author uses an algorithm that includes a solution of Kepler's equation using a methodof suc-cessive approximations. The paper shows justifying of parameters optimality criterion for satellites orbits, the system of op-timization problem constraints. The author determins geocentric angular radius which changes over time when Earth artificial satellite goes from its perigee to apogee, as well as a satellite viewing angle. The author has selected a criterion function which is a geocentric angular distance between the radius vectors of the satellites and the current point on the Earth's surface at the current time. The choice of optimization parameters is proven. Taking into account the condition thatthe system con-sists of satellites groups and satellites in each group are moving along the same orbit, the problem dimension can be reduced. An optimization problem is stated clearly. The paper shows a satellites motion simulation in the satellite system under re-search using MathCAD2014 environment. As an example, the paper shows the trajectories of the sub-satellite points for three artificial satellites on the Earth map with characteristics corresponding to the characteristics of a known satellite system. The author presents the dependencies of changing the geocentric latitude and longitude of the sub-satellite points from time and visualizes their movement.
Аннотация:В работе предложен подход к моделированию эллиптических орбит спутниковой системы непрерывного обзора поверхности Земли для оптимизации их параметров. С этой целью анализируются варианты решения задачи оптимизации такого обзора спутниковой системой с орбитами эллиптического типа, описываются условия, характеризующие модель движения данной спутниковой системы. Рассматривается кеплеровская модель движения спутника в декартовой (гринвичской) системе координат с началом в центре Земли. При этом для нахождения истинной аномалии используется алгоритм, включающий решение уравнения Кеплера методом последовательных приближений. Дается обоснование критерия оптимальности параметроворбит спутников, системы ограничений оптимизационной задачи. Определяются геоцентрический угловой радиус, изменяющийся с течением времени при полете искусственного спутника Земли от своего перигея к апогею, и угол обзора спутника. Выбрана критериальная функция, пред-ставляющая собой геоцентрическое угловое расстояние между радиус-векторами спутников и текущей точкой земной поверхности в текущий момент времени. Обоснован выбор параметров оптимизации. Учитывая то, что система состоит из групп спутников, движущихся по одной орбите, размерность задачи может быть существенно снижена. Сформулирована в явном виде оптимизационная задача. Проведено моделирование движения спутников в исследуемой спутниковой системе с использованием среды программирования MathCAD2014. В качестве примера на фоне карты Земли построены траектории движения подспутниковых точек трех искусственных спутников Земли с характеристиками, соответствующими характеристикам известной спутниковой системы. Получены зависимости изменения геоцентрической широты и долготы подспутниковых точек от времени, а также визуализировано их движение.
Authors: Doronkina A.N. (annadoronkina@bk.ru) - Tver State University, Tver, Russia | |
Keywords: optimisation, the optimality criterion, , elliptical orbit, satellite system, programming environment, modeling |
|
Page views: 13419 |
Print version Full issue in PDF (12.50Mb) Download the cover in PDF (0.36Мб) |
Permanent link: http://swsys.ru/index.php?page=article&id=3964&lang=en |
Print version Full issue in PDF (12.50Mb) Download the cover in PDF (0.36Мб) |
The article was published in issue no. № 1, 2015 [ pp. 87-91 ] |
Perhaps, you might be interested in the following articles of similar topics:
- Метод выбора оптимальной технологии строительства коммуникационного тоннеля
- Методы хранения данных систем видеонаблюдения с использованием грид-технологий
- Вопросы создания АСУ космическими полетами беспилотных аппаратов в околоземном пространстве
- Подход к моделированию, масштабированию и оптимизации работы биореакторов на основании вычислительной гидродинамики
- Методы оптимизации расписаний параллельных обслуживающих систем
Back to the list of articles