• 제목/요약/키워드: Keplerian elements

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The Comparison of the Classical Keplerian Orbit Elements, Non-Singular Orbital Elements (Equinoctial Elements), and the Cartesian State Variables in Lagrange Planetary Equations with J2 Perturbation: Part I

  • Jo, Jung-Hyun;Park, In-Kwan;Choe, Nam-Mi;Choi, Man-Soo
    • Journal of Astronomy and Space Sciences
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    • 제28권1호
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    • pp.37-54
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    • 2011
  • Two semi-analytic solutions for a perturbed two-body problem known as Lagrange planetary equations (LPE) were compared to a numerical integration of the equation of motion with same perturbation force. To avoid the critical conditions inherited from the configuration of LPE, non-singular orbital elements (EOE) had been introduced. In this study, two types of orbital elements, classical Keplerian orbital elements (COE) and EOE were used for the solution of the LPE. The effectiveness of EOE and the discrepancy between EOE and COE were investigated by using several near critical conditions. The near one revolution, one day, and seven days evolutions of each orbital element described in LPE with COE and EOE were analyzed by comparing it with the directly converted orbital elements from the numerically integrated state vector in Cartesian coordinate. As a result, LPE with EOE has an advantage in long term calculation over LPE with COE in case of relatively small eccentricity.

케플러궤도운동과 카울라의 인공위성궤도 섭동이론의 상세한 재유도 (Detailed Re-derivation of Keplerian Orbit and Kaula's Satellite Orbit Perturbation Theory)

  • 나성호;배태석;조중현;박종욱
    • 한국지구과학회지
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    • 제33권1호
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    • pp.11-31
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    • 2012
  • 카울라에 의해 완성되었던 인공위성궤도이론과 케플러의 법칙을 다시 다루었다. 카울라의 원문에서는 생략되었던 부분을 포함한 모든 수식유도과정을 상세히 기술하였다. 특히 15개의 독립적인 라그랑지 괄호들을 계산하는 데에 변환행렬의 직교성을 사용하여, 간결성과 명확성을 이루었다. 여러 중간단계에서 중요한 물리적인 개념들에 대한 설명도 추가하였다. 카울라의 개념적 오류 한 개를 정정하였다.

On the Design of Geodetic SVLBI Satellite Orbit and Its Tracking Network

  • Erhu, Wei;Jingnan, Liu;N, Kulkarni M.;Sandor, Frey
    • 한국항해항만학회:학술대회논문집
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    • 한국항해항만학회 2006년도 International Symposium on GPS/GNSS Vol.1
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    • pp.505-510
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    • 2006
  • SVLBI (Space Very Long Baseline Interferometry) has some important potential applications in geodesy and geodynamics, for which one of the most difficult tasks is to precisely determine the orbit of SVLBI satellite. This paper studies several technologies which possibly will be able to determine the orbit of space VLBI satellite. And then, according to the sorts and characteristicsof satellite and the requirements for geodetic study and the geometry of GNSS (GPS, GALILEO) satellite to track the space VLBI satellite, the six Keplerian elements of SVLBI satellite (TEST-SVLBI) are determined. A program is designed to analyze the coverage area of the space of different heights by the stations of the network, with which the tracking network of TEST-SVLBI is designed. The efficiency of tracking TEST-SVLBI by the network is studied, and the results are presented.

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접촉궤도요소로부터 변환된 NORAD TLE를 이용한 정지위성의 안테나 포인팅 (ANTENNA POINTING TO THE GEO SATELLITE USING CONVERTED NORAD TLE FROM OSCULATING ORBITAL ELEMENTS)

  • 이병선;김해연;황유라;김재훈
    • Journal of Astronomy and Space Sciences
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    • 제24권2호
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    • pp.145-154
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    • 2007
  • 접촉 케플러 궤도요소로부터 변환된 NORAD TLE를 정지궤도 위성의 안테나 포인팅에 직접 사용하기 위한 분석을 수행하였다. 일주일에 한번씩 동서방향과 남북방향의 위치유지를 위한 궤도조정을 수행하고 하루에 두 번씩 추력기를 이용한 모멘텀 덤핑을 통해서 궤도가 계속 변하는 통신해양기상 위성에 대해서 변환된 NORAD TLE를 이용한 안테나 포인팅 오프셋 각을 계산하여 위성신호를 수신할 수 있는지 검토하였다. 이를 통해 변환된 NORAD TLE를 사용하여 위성 관제시스템의 안테나 포인팅에 관련된 인터페이스를 간단하게 수행할 수 있음을 보였다. 또한 이심률이 큰 천이궤도에 있어서 위성의 평균 근점각에 따른 변환된 NORAD TLE 값의 차이를 분석하여 천이궤도의 원지점 근처에서의 NORAD TLE 변환 값이 더 좋은 결과를 나타내는 것을 알 수 있었다.

GLONASS 위성 가시성 분석을 위한 알마낙 기반 궤도 예측 (Orbit Prediction using Almanac for GLONASS Satellite Visibility Analysis)

  • 김혜인;박관동
    • 한국측량학회지
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    • 제27권2호
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    • pp.119-127
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    • 2009
  • 다양한 차세대 위성항법시스템들이 개발되고 있지만, 현재 사용자가 측위에 이용할 수 있는 위성항법시스템은 GPS와 GLONASS 뿐이다. 이 연구에서는 GLONASS의 궤도력 중에서 알마낙을 이용하여 위성궤도를 예측하고 예측궤도의 정확도를 평가하였다. 예측궤도를 생성하기 위하여 알마낙 파일에 포함되어 있는 케플러 궤도요소와 궤도방정식을 이용하였으며, 그 결과는 정밀궤도력과의 좌표 비교를 통하여 정확도를 검증하였다. 그 결과, 7일 동안 예측한 위성궤도의 3차원 최대오차는 155.4km로 나타났으며, RMS 오차는 56.3km로 나타났다. 또한 실제관측 결과와의 비교를 통해 궤도오차가 위성의 가시성을 분석하는데 무리가 없는 수준임을 확인하였다.

RADAR 시스템과 SGP4 모델을 이용한 저궤도 위성의 실시간 궤도결정 (REAL - TIME ORBIT DETERMINATION OF LOW EARTH ORBIT SATELLITES USING RADAR SYSTEM AND SGP4 MODEL)

  • 이재광;이성섭;윤재철;최규홍
    • Journal of Astronomy and Space Sciences
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    • 제20권1호
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    • pp.21-28
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    • 2003
  • 다른 나라의 저궤도 위성에 대한 궤도 정보를 레이더 시스템을 이용하여 독자적으로 획득할 경우, 이에 필요한 궤도결정 알고리즘을 해석적 모델인 SGP4 모델과 실시간 처리방식인 확장 칼만필터를 이용하여 수치적 방법으로 개발하였다. 궤도결정 알고리즘의 상태벡터를 Kepler 6궤도 요소로 지정할 경우, 상태천이 행렬 계산시 궤도 경사각과 이심률에 대해 특이점 문제가 발생한다. 이를 해결하기 위해 평균 궤도 요소를 평균 위치 및 속도 요소로 변환하여 상태벡터로 지정하였다. 필터 구성시 상태천이 행렬(State Transition Matrix)과 공분산 행렬(Covariance Matrix)은 SGP4모델과 수치적 방법인 finite difference방법을 이용하여 계산하였으며, 관측 자료는 방위 각, 고도각, 그리고 시선거리 형태로 각각 입력되며 각 관측 형태에 따라 일괄적으로 처리하도록 필터를 구성하였다. TOPEX/POSEIDON POE를 이용 시뮬레이션 생성한 관측간을 사용하여 개발한 궤도결정 알고리즘의 성능을 분석한 결과 개발한 알고리즘은 약 1km의 위치 오차를 가지며 7일 동안 약 3km의 위치 오차를 가지는 NORAD시스템과 동일한 성능을 가지기 위해 필요한 레이더 시스템의 최소 성능 요구조건은 방위각과 고도각은 0.1도 이내이고 시선거리는 50m이 내여야 한다.