Методика орбитального построения спутниковой системы для решения задачи оперативного глобального мониторинга
Авторы: Лысенко А.А., Улыбышев С.Ю.
Опубликовано в выпуске: #11(71)/2017
DOI: 10.18698/2308-6033-2017-11-1699
Раздел: Авиационная и ракетно-космическая техника | Рубрика: Динамика, баллистика, управление движением летательных аппаратов
Представлены результаты аналитических расчетов и численного моделирования при проектировании и выборе рационального построения спутниковых систем оперативного глобального мониторинга. Изложена методика определения орбитального построения спутниковых систем, обеспечивающая минимизацию максимального перерыва в наблюдении любой точки на поверхности Земли при заданных характеристиках обзора с космического аппарата. Проведено сравнение с результатами, полученными другими авторами при определении минимального значения максимальных перерывов в наблюдении для спутниковых систем оперативного глобального мониторинга при заданных количестве аппаратов в системе и характеристиках их обзора. Показано, что применение изложенной методики проектирования спутниковых систем с учетом заданных характеристик бортовой аппаратуры позволяет свести задачу к однопараметрическому поиску наилучшей конфигурации системы по аргументу широты расположения в ней спутников, а долготу восходящего узла определять аналитически. Полученные результаты позволяют упростить методику поиска оптимальной конфигурации спутниковой системы для периодического глобального обзора.
Литература
[1] Lang T.J. Walker Constellations to Minimize Revisit Time in Low Earth Orbit. AAS/AIAA Space Flight Mechanics Meeting. Ponce, Puerto Rico, Feb 9-13, 2003. AAS 03-178., vol. 114, Univelt Inc., San Diego, 2003, pp. 1127-1143. (Advances in the Astronautical Sciences Series).
[2] Разумный Ю.Н., Ермаченков А.В. Аналитическая методика определения периодичности обзора Земли спутниковой системой и рациональные орбитальные построения для решения задач ИПРЗ. Исследование Земли из космоса, 1995, № 2, с. 57-70.
[3] Саульский В.К. Оптимальные орбиты и структура систем ИСЗ для периодического обзора Земли. Исследование Земли из космоса, 1989, № 2, с. 104-115.
[4] Razoumny Y.N. New research methodology for Earth periodic coverage and regularities in parametric localization of optimal low-Earth-orbit satellite constellations. Astrodynamics 2013. S.B. Broschart, J.D. Turner, K.C. Howell, F.R. Hoots, eds. Proceedings of the AIAA/AAS Astrodynamics Specialist Conference held August 1115, 2013, Hilton Head, South Carolina, U.S.A. 2014, vol. 150, pp. 3117-3136. Advances in the Astronautical Sciences Series.
[5] Razoumny Y.N. Analytic solutions for Earth discontinuous coverage and methods for analysis and synthesis of satellite orbits and constellations. Proceedings of the AIAA/AAS Astrodynamics Specialist Conference, August 4-7, 2014, San-Diego, California, USA. American Astronomical Society, 2014. AIAA 20144160. DOI: 10.2514/6.2014-4160
[6] Razoumny Y.N. Method of satellite orbit and constellation design for Earth discontinuous coverage with minimal satellite Swath under the given constraint on the maximum revisit time. Advances in the Astronautical Sciences Spaceflight Mechanics 2015, Volume 155. Reprinted by Advances in the Astronautical Sciences Series, pp. 2337-2356.
[7] Razoumny Y.N. Fundamentals of the route theory for satellite constellation design for earth discontinuous coverage. Part 2: Synthesis of satellite orbits and constelations. Acta Astronautica, 2016, vol. 128, pp. 741-758. DOI: 10.1016/j.actaastro.2016.07.016
[8] Razoumny Y.N. Fundamentals of the route theory for satellite constellation design for earth discontinuous coverage. Part 3: Low-cost earth observation with minimal satellite swath. Acta Astronautica, 2016, vol. 129, pp. 447-458. DOI: 10.1016/j.actaastro.2016.07.018
[9] George E. Optimization of Satellite Constellations for Discontinuous Global Coverage via Genetic Algorithms. AAS/AIAA Astrodynamics Specialist Conference, Sun Valley, ID, August 4-7, 1997. AAS 97-621. Vol. 97, Univelt Inc., San Diego, 1998, pp. 333-347. Advances in the Astronautical Sciences Series.
[10] Williams E.A., Crossley W.A., Lang T.J. Average and Maximum Revisit Time Trade Studies for Satellite Constellations using a Multiobjective Genetic Algorithm. AAS/AIAA Space Flight Mechanics Meeting, Clearwater, Florida, Jan. 23-26, 2000. AAS 00-139. Advances in the Astronautical Sciences Series, vol. 105, Univelt Inc., San Diego, 2000, pp. 653-667.
[11] Lang T.J. An "Adjacent Swatch" Method to Design Efficient LEO Constellations. AAS Astrodynamics Specialist Conference, Feb. 4-6, 2016, Napa, CA. AAS Paper 16-203. 20 p.
[12] Лысенко А.А., Улыбышев С.Ю. Выбор параметров орбиты космического аппарата для оперативного глобального мониторинга поверхности Земли. Космонавтика и ракетостроение, 2016, № 5 (90), c. 45-56.
[13] Улыбышев С.Ю. Применение солнечно-синхронных орбит для космического аппарата оперативного глобального мониторинга. Космические исследования, 2016, т. 54, № 6, с. 486-492.
[14] Satellite Tool Kit: Users Guide. Analytical Graphics Inc. Malvern (USA), 2000, 432 p.