Сценарий, моделирующий движение КА на гало-орбите с периодическим применением корректирующих импульсов - Космический аппарат

Для моделирования движения КА на гало-орбите был разработан сценарий в пакете GMAT. Он позволяет моделировать движение КА по ограниченной орбите с периодическим применением корректирующих импульсов (например, в определенной точке орбиты, либо раз в несколько дней и пр.) в заданном направлении. Ниже приведено описание сценария, моделирующего движения КА на гало-орбите, причем место совершения коррекции циклически изменяется, а направление совершения коррекции - постоянно. Блок-схема сценария представлена на рис. 10.

Данный сценарий может быть легко модифицирован. В частности, с его помощью возможно моделирование движения КА на гало-орбите с исполнением импульсов коррекции раз в несколько дней (для этого интегрирование уравнений движения исходного КА должно производится до тех пор, пока не пройдет указанное количество дней, а не до достижения КА места исполнения импульса). Также в этот сценарий можно добавить учет неточности знания параметров КА и исполнения импульса (для этого после интегрирования уравнения движения следует добавить изменение вектора состояния КА, описанное в п. 3.2.2, и затем передавать в цикл подбора величины корректирующего импульса эти параметры).

Рис. 10. Сценарий, моделирующий движение КА на гало-орбите с периодическим применением корректирующих импульсов.

В начале сценария задаются начальные координаты КА и количество импульсов коррекции. Т. к. в данном случае коррекции совершаются один раз в оборот, количество коррекций совпадает с числом оборотов КА на орбите. Также указывается направление совершения коррекций (Beta), которое задается как угол между осью X и направлением совершения коррекции. Место исполнения импульса (Alpha) задается как угол между осью X и радиус-вектором аппарата и меняется в цикле от 180є до -170є с шагом -10є. Для хранения исходных параметров математической модели КА, используемой в цикле, параметры модели копируются во вспомогательную модель КА.

В работе сценария вызывается алгоритм подбора величины импульса коррекции. На первом шаге этот алгоритм работает как алгоритм подбора скорости за счет того, что в разложении направления импульса по осям компоненты X и Z полагаются равными 0, а компонента Y = 1. На следующих шагах производится подбор величины импульса коррекции в направлении Beta.

После выхода из цикла подбора величины импульса происходит исполнение импульса коррекции и интегрирование уравнений движения КА, при этом время полета аппарата и величина импульса сохраняются в соответствующие массивы.

При исполнении заданного количества корректирующих импульсов происходит выход из цикла и расчет статистических характеристик (среднего значения и дисперсии импульса и времени полета, максимального и минимального значения импульса).

По достижении переменной Alpha границы цикла (-170°) производится выход из цикла и работа сценария завершается.

После исполнения каждого импульса производится запись номера исполненного импульса и параметров модели КА в файл-отчет. Также перед переходом на следующий шаг цикла по переменной Alpha производится запись параметров модели КА, значений переменных Alpha и Beta и статистических характеристик орбиты в другой файл-отчет.

Похожие статьи




Сценарий, моделирующий движение КА на гало-орбите с периодическим применением корректирующих импульсов - Космический аппарат

Предыдущая | Следующая