Abstract
Relative dynamic models of satellites which describe the relative motion between two satellites is fundamental for research on the formation flying. The accuracy of various linearized or nonlinear models of relative motion is analyzed and compared. A 'Modeling Error Index (MEI)' is defined for evaluating the accuracy of models. The accuracy of the relative dynamic models in various orbit circumstance are obtained by calculating the modeling error with various eccentricities of the chief orbit and distances between the chief and the deputy. It is found that the modeling errors of the relative dynamic models have different values according to the eccentricity, J2 perturbation, and the distance between satellites. Since the evaluated accuracy of various models in this paper means the error of dynamic models of the formation flying, the results of this paper are very useful for choosing the appropriate relative model of the formation flying mission.
위성의 상대운동 모델은 두 위성 사이의 상대적인 운동을 기술하며, 위성편대비행 연구의 기본이 된다. 이 연구에서는 선형 및 비선형 상대운동 모델들의 정확도를 산출하고 이를 비교 분석하였다. 우선 모델의 정확도를 나타내는 '모델링 오차 지수(Modeling Error Index)'를 정의하였다. 다양한 주위성 궤도의 이심률과 두 위성 사이의 거리에 대해 모델링 오차 지수를 계산하여, 여러 궤도환경에 따른 기존의 여러 가지 상대운동 모델들의 정확도를 산출하였다. 여러 가지 상대운동 방정식들의 모델링 오차 지수는 주위성의 이심률의 크기, J2 섭동 고려 여부, 위성들의 상대 거리의 크기에 따라 달라진다. 이 연구에서 사용한 상대운동 모델의 정확도는 편대비행 동역학모델의 오차를 나타내므로, 이 연구 결과를 이용해서 주어진 편대비행 임무에 알맞은 모델을 선택하는 것이 가능하다.
