مدل‌سازی دینامیک مدار بر اساس تفکیک مولفه‌های مداری برای کنترل ماهواره‌های ارتفاع پایین

در این مقاله، دیدگاه جدیدی برای مدل‌سازی دینامیک مداری معرفی می شود که بر اساس چگونگی تغییرات مولفه‌های مداری در حضور اغتشاشات است. دینامیک مدار ماهواره اغلب توسط روش‌های کول و انکه مطرح می‌شوند. این روش‌ها شامل حل معادلات دیفرانسیل مرتبه دوم غیرخطی مدار، به همراه تاثیر انحرافی تمامی نیروهای اغتشاشی، در فضای کارتزین هستند. این فرم‌های دینامیکی نیازمند تبدیل مختصات دکارتی به مولفه‌های مداری است تا از آن طریق تغییرات این مولفه‌ها به‌دست آیند. در این تحقیق، از روش گوسی برای تبدیل معادلات دیفرانسیل غیرخطی مدل‌های قبل به شش معادله دیفرانسیل مرتبه اول غیرخطی استفاده شده تا قادر به استخراج تغییرات مولفه‌های مداری به طور مستقیم از آن‌ها بود. سپس، دیدگاه اغتشاشی اصلاح شده برای مدارهای با ارتفاع کم معرفی شده است. در این دیدگاه، اثر تکرارشونده j2 جز دینامیک مدار فرض شده و تاثیرات دیگر همچون اثر ترم‌های بالاتر عدم‌کرویت (j3- j6)، نیروی آیرودینامیکی جو، جرم سوم، فشارهای تشعشعی و تاثیرات طولانی مدت j2 به عنوان عوامل اغتشاشی در نظر گرفته شده‌اند. مزایای اصلی این دیدگاه نسبت به روش‌های قبلی شامل: الف) قابلیت جداسازی تاثیرات تکرارشونده و طولانی مدت اغتشاشات بر مولفه‌های مداری، ب) محاسبات کم حجم‌تر و دقیق‌تر، ج) کاهش مصرف سوخت در فرآیند کنترلی اصلاح مدار و د) ساده و عملی بودن روش‌های کنترلی هستند. نتایج بدست آمده شبیه‌سازی، مزایای فوق‌الذکر را تصدیق می‌کند.