Minimum-fuel and -time orbit transfer are two major goals of the satellite trajectory optimization. In this paper, we consider satellites in two coplanar elliptic orbits when the apsidal lines coincide, and analytically find the conditions for the two-impulse minimum-time transfer orbit using Lambert's theorem. The transfer time is a decreasing function of a variable related to the transfer orbit's semimajor axis in the minimum-time case. In the minimum-time case, there is no unique minimum-time solution, but there is a limiting solution. However, there exists a unique solution in the case of minimum-fuel transfer, fur which we find analytically the necessary and sufficient conditions. As a special case, we consider when the transfer angle is one hundred and eighty degrees. In this case, we show that we obtain the classical fuel-optimal Hohmann transfer orbit. We also derive the Hohmann transfer rime and delta-velocity equations from more general equations, which are obtained using Lambert's theorem. We note the tradeoff between minimum-time and - fuel transfer. An optimal coplanar orbit maneuver algorithm to trade off the minimum-time goal against the minimum-fuel goal is proposed. Finally, the numerical simulation results are given to demonstrate the derived theory and the algorithm.
International Journal of Aeronautical and Space Sciences
/
v.18
no.4
/
pp.729-739
/
2017
The objective of this study was to optimize minimum-energy impulsive spacecraft intercept using genetic algorithms. A mathematical model was established on two-body system based on f and g solution and universal variable to address spacecraft intercept problem for non-coplanar elliptical orbits. This nonlinear problem includes many local optima due to discontinuity and strong nonlinearity. In addition, since it does not provide a closed-form solution, it must be solved using a numerical method. Therefore, the initial guess is that a very sensitive factor is needed to obtain globally optimal values. Genetic algorithms are effective for solving these kinds of optimization problems due to inherent properties of random search algorithms. The main goal of this paper was to find minimum energy solution for orbit transfer problem. The numerical solution using initial values evaluated by the genetic algorithm matched with results of Hohmann transfer. Such optimal solution for unrestricted arbitrary elliptic orbits using universal variables provides flexibility to solve orbit transfer problems.
International Journal of Aerospace System Engineering
/
v.7
no.2
/
pp.6-12
/
2020
The precise prediction of future position of satellite depends on the accurate determination of orbit, which is also helpful in performing orbit maneuvers and trajectory correction maneuvers. For estimating the orbit of satellite many methods are being used. Some of the conventional methods are based on (i) Differential Correction (DC) (ii) Extended Kalman Filter (EKF). In this paper, Differential Evolution (DE) is used to determine the orbit. Orbit Determination using DC and EKF requires some initial guess of the state vector to initiate the algorithm, whereas DE does not require an initial guess since a wide range of bounds for the design unknown variables (orbital elements) is sufficient. This technique is uniformly valid for all orbits viz. circular, elliptic or hyperbolic. Simulated observations have been used to demonstrate the performance of the method. The observations are generated by including random noise. The simulation model that generates the observations includes the perturbation due to non-spherical earth up to second zonal harmonic term.
The current paper presents application of a new analytic solution in general relative motion to spacecraft formation flying in an elliptic orbit. The calculus of variations is used to analytically find optimal trajectories and controls for the given problem. The inverse of the fundamental matrix associated with the dynamic equations is not required for the solution in the current study. It is verified that the optimal thrust vector is a function of the fundamental matrix of the given state equations. The cost function and the state vector during the reconfiguration can be analytically obtained as well. The results predict the form of optimal solutions in advance without having to solve the problem. Numerical simulation shows the brevity and the accuracy of the general analytic solutions developed in the current paper.
Jo, Jung-Hyun;Lee, Woo-Kyoung;Baek, Jeong-Ho;Choe, Nam-Mi
Journal of Astronomy and Space Sciences
/
v.24
no.4
/
pp.315-326
/
2007
Recently introduced, several explicit solutions of relative motion between neighboring elliptic satellite orbits are reviewed. The performance of these solutions is compared with an analytic solution of the general linearized equation of motion. The inversion solution by the Hill-Clohessy-Wiltshire equations is used to produce the initial condition of numerical results. Despite the difference of the reference orbit, the relative motion with the relatively small eccentricity shows the similar results on elliptic case and circular case. In case of the 'chief' satellite with the relatively large eccentricity, HCW equation with the circular reference orbit has relatively larger error than other elliptic equation of motion does.
This study deals with the generalization of the Elliptic Restricted Three-Body Problem (ER3BP) by considering the effects of radiation and oblate spheroid primaries. This may illustrate a gas giant exoplanet orbiting its host star with eccentric orbit. In the three dimensional case, this generalization may possess two additional equilibrium points ($L_{6,7}$, out-of-plane). We determine the existence of $L_{6,7}$ in ER3BP under the effects of radiation (bigger primary) and oblateness (small primary). We analytically derive the locations of $L_{6,7}$ and assume initial approximations of (${\mu}-1$, ${\pm}\sqrt{3A_2}$), where ${\mu}$ and $A_2$ are the mass parameter and oblateness factor, respectively. The fixed locations are then determined. Our results show that the locations of $L_{6,7}$ are periodic and affected by $A_2$ and the radiation factor ($q_1$).
RT Per has been known as a close binary of which the orbital period has unpredictably varied so far. Although there are no agreements with the working mechanism for the changes of the period, two interpretations have been suggested and waiting for to be tested: 1) light-time effects due to the unseen 3rd and 4rd bodies (Panchatsaram 1981), 2) Abrupt period-changes, due to internal variations of the system (e.g. mass transfer or mass loss) superimposing to the light-time effect by a 3rd body (Frieboes-Conde & Herczeg 1973). In the point of view that the former interprepation models could predict the behavior of the changes of the orbital period theoretically, we checked whether the recent observed times of minimum lights follow the perdictions by the first model or not. We confirmed that the observed times of minimum lights have followed the variations calculated by the light-times effects due to the 3rd and 4rd bodies suggested by Panchatsatam. In this paper a total of 626 times of minimum lights were reanalyzed in terms of the light-time effects by the 3rd and 4rd bodies. We concluded that the eclipsing pair in SVCam system moves in an elliptic orbit about center of mass of the triple system with a period of about $42.^y2$, while the mass center of the triplet is in light-time orbit about the center of mass of the quadruple system with a period of $120^y$. The mean masses deduced for the 3rd and 4rd bodies were $0.89m_\odot$ and $0.82m_\odot$, respectively.
Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
/
v.46
no.11
/
pp.902-910
/
2018
This paper deals with spacecraft intercept problem on non-coplanar elliptical obit considering J2 perturbation. This disturbance addressed in this work is a major factor changing the trajectory of a spacecraft orbiting the Earth. To resolve this issue, a real-time intercept method is proposed. This method is based on the optimization problem which consist of the equation of motion considering spherical earth and impulse, and the optimal solution numerically obtained is set as the direction of the thrust of the interceptor. The position error is resolved by iteratively solving the optimization problem and modifying the direction of thrust of interceptor. The proposed method in this paper is verified by using various numerical examples.
Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
/
v.45
no.9
/
pp.775-783
/
2017
In this paper, an impulsive rendezvous problem by using minimum energy of spacecraft in different orbits is addressed. In particular, the orbits considered in this paper are the general orbits including the elliptic orbit, while most of the orbits considered in the literature have been restricted within co-planar or circular orbits. The constraints for solving this optimization problem are the Kepler's equation formulated with the universal variable, and the final position and velocity of two spacecraft. Also, the Lagrange coefficients, sometimes called as f and g solution, are used to describe the orbit transfer. The proposed method technique is demonstrated through numerical simulation by considering the minimum energy, and both the minimum energy and the wait time, respectively. Finally, it is also verified by comparing with the Hohmann transfer known as the minimum energy trajectory. Although a closed-form solution cannot be obtained, it shows that the suggested technique can provide a new insight to solve various orbital transfer problems.
Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
/
1994.10a
/
pp.21-28
/
1994
The forced vibration with the symmetric boundary condition in nonlinear structure is studied by utilizing the characteristic of the free vibration which have two modes with the similar natural frequency. Two linear modes exist to have no concern with the amplitude. It is found that the normal mode or elliptic orbit as the newly coupled modes is generated in accordance with changing the stability. It is also known that responses for forced vibration having the small external force and damping are near mode of free vibration and the stability for each response is determined according to the stability for each response is determined according to the stability in mode of free vibration. Finally the stability and bifurcation are analyzed in proportion to increment of external force and damping.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.