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

نیاز به تعیین مدار ماهواره‌ها امری اجتناب‌ناپذیر است، این تعیین مدار با روش‌های سیگنالی، راداری و یا اپتیکی صورت می‌پذیرد که باتوجه‌به امکانات کشور برای این موضوع بر روش‌ اپتیکی و یا به‌عبارت‌دیگر روش‌های صرفاً 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 به‌عنوان 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 تخمین‌هاست، به توسعه تعیین مدار پرداختیم و در نهایت یک روش توسعه‌یافته را بدون هیچ تخمین و خطایی ارائه دادیم. برای بررسی این روش یک شبیه‌سازی در حالت بدون اغتشاش (مسئله دو جسم) انجام دادیم و نتایج بدون خطای آن حکایت از توسعه مناسب رویکرد داشت و برای حالت با اغتشاش کامل و نویز نیز، در مقایسه میان این روش و سایر روش‌های کلاسیک و همچنین مقالات متوجه شدیم که دقت این روش برای تعیین مدار اولیه با رصد اپتیکی نتایجی بهتر و یا در سطح روش‌های نوین تعیین مدار دارد و قابل‌استفاده برای تعیین مدار دقیق است. همچنین برای هر ایستگاه، چند ده حل برای صحت‌سنجی کامل کد با نویز در شرایط واقعی استفاده کردیم تا از صحت عملکرد آن مطمئن شویم.

study on angles-only initial orbit determination methods and development of a method suitable for optical observation for leo

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 of 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.