منبع مقاله درمورد مدل جاذبه

2- طراحي وپياده‌سازي شبيه‌ساز واقعيت مجازي 6
2.1 واقعيت مجازي 7
2.2 كاربرد واقعيت مجازي در علوم فضايي 8
2.2 روند طراحي و پياده‌سازي محيط واقعيت مجازي 10
2.2.1 بررسي و انتخاب روش توليد تصاوير سه‌بعدي 12
2.2.2 ابزارهاي توليد تصاوير سه‌بعدي 18
2.3 نحوه اتصال محيط واقعيت مجازي با شبيه‌ساز سامانه كنترل وضعيت و موقعيت 23
3- شبيه‌سازي ديناميكي مدارات زمين‌گرد 26
3.1 ديناميك مداري و مسئله دو جسم 27
3.1 ديناميك وضعيت 30
3.2 اغتشاشات مداري و وضعيتي 32
3.3.1 اغتشاشات مداري 33
3.3.2 اغتشاشات وضعيتي 46
4- طراحي و شبيه‌سازي سامانه كنترل وضعيت و موقعيت 50
4.1 سامانه كنترل وضعيت و موقعيت (AOCS) 51
4.1.1 وظايف سامانه كنترل وضعيت و موقعيت 51
4.1.1.7 اجراي مانور 57
4.1.2 واحدهاي سامانه كنترل وضعيت و موقعيت 57
4.1.3 مودهاي عملكرد سامانه كنترل وضعيت و موقعيت 60
4.2 طراحي الگوريتم سامانه كنترل وضعيت و موقعيت 64
4.3 ابزارهاي مورد نياز در شبيه‌سازي سامانه كنترل وضعيت و موقعيت 69
4.3.1 زمان [15-17] 69
4.3.2 موقعيت اجرام آسماني ماه و خورشيد [18] 73
4.3.3 دستگاه‌هاي مختصات 76
4.3.4 مدل‌سازي سينماتيكي 79
4.4 مدل سامانه كنترل وضعيت و موقعيت 83
4.5 طراحي كنترل كننده 85
4.5.1 قاعده فرمان کنترلي با استفاده از خطاي زواياي اویلر 85
4.5.2 قاعده فرمان کنترلي با استفاده از ماتريس خطاي کسينوس جهتي [9] 86
4.5.3 قاعده فرمان کنترلي با استفاده از بردار خطاي کواترنيون 88
4.5.4 انتخاب كنترل‌كننده 89
4.6 مدل‌سازي عملگرهاي سامانه كنترل وضعيت و موقعيت 90
4.6.1 تراستر عكس العملي 91
4.6.2 چرخ عكس العملي و مومنتومي 95
4.6.3 موتور اصلي 98
4.7 مدل‌سازي حسگرهاي سامانه كنترل وضعيت و موقعيت 100
4.7.1 حسگر خورشيدي [22] 100
4.7.2 حسگر افق‌سنج 104
4.7.3 حسگرهاي اينرسي 106
4.8 الگوريتم‌هاي بكار رفته جهت كنترل و اصلاح موقعيت 107
4.8.1 اصلاح شيب مداري يا حفظ شمال و جنوب مداري 108
4.8.2 اصلاح طول جغرافيايي يا حفظ شرق و غرب مداري 115
4.9 الگوريتم تعيين وضعيت 118
4.10 الگوريتم باربرداري از چرخ مومنتومي 120
5- بررسي نتايج شبيه‌سازي سامانه كنترل وضعيت و موقعيت 121
5.1 بررسي و ارزيابي نتايج اطلاعات موقعيتي ماهواره.. 122
نتايج و ملاحظات ارزيابي مرحله اول (مدار ارتفاع پايين) 130
نتايج و ملاحظات ارزيابي مرحله دوم (مدار زمين‌آهنگ) 138
5.2 بررسي نتايج اطلاعات وضعيتي ماهواره.. 139
5.3 بررسي نتايج مانور وضعيت 141
5.4 بررسي نتايج اصلاح مداري 149
5.5 بررسي نتايج باربرداري از چرخ مومنتومي.. 151
5.6 بررسي نحوه انتقال مداري 153
6- جمع‌بندي و نتيجه گيري 155
6.1 جمع‌بندي 155
6.2 نتيجه گيري 155
6.3 پيشنهادات 156
7- پيوست 157
ليست مقالات ارائه شده 163
مراجع و منابع: 164 فهرست تصاوير
شکل ‏11 محيط مركز كنترل ماهواره اي [4] 4
شکل ‏12 تئاتر واقعيت مجازي [6] 4
شکل ‏21 شبيه‌سازي ماهواره در فضاي واقعيت مجازي [2] 11
شکل ‏22 اختلاف منظر صفر بين تصاوير 13
شکل ‏23 اختلاف منظر مثبت بين تصاوير 14
شکل ‏24 اختلاف منظر واگرا بين تصاوير 15
شکل ‏25 اختلاف منظر منفي بين تصاوير 15
شکل ‏26 انفصال ميانمحوري به اندازه tc 16
شکل ‏27 ويدئو پروژكتور SONY VPL-CX120 19
شکل ‏28 فيلتر Polaroid 20
شکل ‏29 ابعاد و موقعيت پرده ها و ويدئوپروژكتورهاي توليد تصاير سه بعدي 21
شکل ‏210 عينك Polaroid 23
شکل ‏211 نحوه اتصال بخش‌هاي شبيه‌ساز با يكديگر 24
شکل ‏212 نماي بخش واقعيت مجازي آزمايشگاه تحقيقات فضايي 24
شکل ‏213 نماي بخش واقعيت مجازي آزمايشگاه تحقيقات فضايي 25
شکل ‏31 بردارهاي جابجايي در سيستم دو جسمي [9]. 27
شکل ‏32 نمايش پارامترهاي a و M 29
شکل ‏33 نمايش پارامترهاي Ω، ω و i 30
شکل ‏34 مقايسه شتاب‌هاي مزاحم ناشي از منابع اغتشاشي عمده و مهم [10]. 32
شکل ‏35 ناهمواري‌هاي مدل ژئويد بر اساس طول جغرافيايي 35
شکل ‏36 ارتفاع ژئويد 36
شکل ‏37 سيستم چهار جسمي 41
شکل ‏41 معماري وضعيت (مود) سامانه كنترل وضعيت و موقعيت 62
شکل ‏42 معماري كلي سامانه كنترل وضعيت و موقعيت 65
شکل ‏43 الگوريتم طراحي سامانه كنترل وضعيت و موقعيت 66
شکل ‏44 الگوريتم كنترل وضعيت در ماهواره زمين آهنگ 68
شکل ‏45 نحوه دوران زمين حول خود و بدور خورشيد [17] 70
شکل ‏46 رابطه بين زمان نجومي محلي، گرينويچ [17] 73
شکل ‏47 سيستم مختصات اينرسي 76
شکل ‏48 نمايش دستگاه‌هاي مختصات اينرسي، مداري 77
شکل ‏49 نمايش طول وعرض جغرافيايي 78
شکل ‏410 نحوه استخراج ωRI [9] 81
شکل ‏411 مدل كنترل وضعيت يك فضاپيما توسط تراستر عكس‌العملي 91
شکل ‏412 مدولاتور PWPF 94
شکل ‏413 مدل ديناميك عملگر تبادل مومنتوم [9] 96
شکل ‏414 مدل اصطكاكي چرخ عكس‌العملي [9] 97
شکل ‏415 آرايش چرخ‌هاي عكس‌العملي 97
شکل ‏416 مدل موتور اصلي و عملگرهاي كنترل بردار پيشران 99
شکل ‏417 حسگر خورشيدي دو محوره 101
شکل ‏418 جهت‌گيري حسگر دو محوره 102
شکل ‏419 هندسه حسگر افق‌سنج 105
شکل ‏420 صفحات مداري [24] 109
شکل ‏421 هندسه مشخصات مداري [9] 109
شکل ‏422 اصلاح شيب مداري [9] 110
شکل ‏423 استراتژي حفظ بردار شيب مداري در دايره شيب مجاز [9] 111
شکل ‏424 تغييرات شيب مداري 112
شکل ‏425 استراتژي بكار رفته جهت اصلاح شيب مداري 114
شکل ‏426 مسيري فاز در اصلاح طول جغرافيايي [9] 116
شکل ‏51 موقعيت ماهواره در دستگاه اي
نرسي 123
شکل ‏52 محور شبه بزرگ مدار ماهواره 123
شکل ‏53 خروج از مركز مدار ماهواره 124
شکل ‏54 شيب مدار ماهواره 124
شکل ‏55 آرگومان حضيض مدار ماهواره 125
شکل ‏56 نقطه گره مد صعودي مدار ماهواره 125
شکل ‏57 آنومالي حقيقي مدار ماهواره 126
شکل ‏58 خطاي نيم‌قطر بزرگ مدار ماهواره (اختلاف نتايج توليد شده در نرم‌افزار شبيه‌ساز با نتايج بدست آمده از نرم‌افزار STK) 127
شکل ‏59 خطاي خروج از مركز ماهواره (اختلاف نتايج توليد شده در نرم‌افزار شبيه‌ساز با نتايج بدست آمده از نرم‌افزار STK) 127
شکل ‏510 خطاي شيب مداري ماهواره (اختلاف نتايج توليد شده در نرم‌افزار شبيه‌ساز با نتايج بدست آمده از نرم‌افزار STK) 128
شکل ‏511 خطاي آرگومان حضيض ماهواره (اختلاف نتايج توليد شده در نرم‌افزار شبيه‌ساز با نتايج بدست آمده از نرم‌افزار STK) 128
شکل ‏512 خطاي نقطه گره مد صعودي ماهواره (اختلاف نتايج توليد شده در نرم‌افزار شبيه‌ساز با نتايج بدست آمده از نرم‌افزار STK) 129
شکل ‏513 خطاي آنومالي حقيقي ماهواره (اختلاف نتايج توليد شده در نرم‌افزار شبيه‌ساز با نتايج بدست آمده از نرم‌افزار STK) 129
شکل ‏514 موقعيت ماهواره در دستگاه اينرسي 131
شکل ‏515 محور نيم‌قطر بزرگ مدار ماهواره 132
شکل ‏516 خروج از مركز مدار ماهواره 132
شکل ‏517 شيب مدار ماهواره 133
شکل ‏518 آرگومان حضيض مدار ماهواره 133
شکل ‏519 نقطه گره مد صعودي مدار ماهواره 134
شکل ‏520 آنومالي حقيقي مدار ماهواره 134
شکل ‏521 خطاي محور شبه بزرگ مدار ماهواره (اختلاف نتايج توليد شده در نرم‌افزار شبيه‌ساز با نتايج بدست آمده از نرم‌افزار STK) 135
شکل ‏522 خطاي خروج از مركز ماهواره (اختلاف نتايج توليد شده در نرم‌افزار شبيه‌ساز با نتايج بدست آمده از نرم‌افزار STK) 136
شکل ‏523 خطاي شيب مداري ماهواره (اختلاف نتايج توليد شده در نرم‌افزار شبيه‌ساز با نتايج بدست آمده از نرم‌افزار STK) 136
شکل ‏524 خطاي آرگومان حضيض ماهواره (اختلاف نتايج توليد شده در نرم‌افزار شبيه‌ساز با نتايج بدست آمده از نرم‌افزار STK) 137
شکل ‏525 خطاي نقطه گره مد صعودي ماهواره (اختلاف نتايج توليد شده در نرم‌افزار شبيه‌ساز با نتايج بدست آمده از نرم‌افزار STK) 137
شکل ‏526 خطاي آنومالي حقيقي ماهواره (اختلاف نتايج توليد شده در نرم‌افزار شبيه‌ساز با نتايج بدست آمده از نرم‌افزار STK) 138
شکل ‏527 وضعيت ماهواره زمين‌آهنگ در مدت زمان 10 روز 140
شکل ‏528 ميزان مصرف سوخت ماهواره زمين‌آهنگ در مدت زمان 10 روز جهت كنترل وضعيت ماهواره 141
شکل ‏529 مانور وضعيت ماهواره ارتفاع پايين [ψ, θ, φ]=[0,1,0]deg 142
شکل ‏530 سرعت چرخ هاي عكس‌العملي براي مانور وضعيت [ψ, θ, φ]=[0,1,0]deg 142
شکل ‏531 مانور وضعيت ماهواره ارتفاع پايين [ψ, θ, φ]=[0,10,0]deg 143
شکل ‏532 سرعت چرخ‌هاي عكس‌‌العملي براي مانور وضعيت [ψ, θ, φ]=[0,10,0]deg 143
شکل ‏533 مانور وضعيت ماهواره ارتفاع پايين [ψ, θ, φ]=[-30,40,50]deg 144
شکل ‏534 سرعت چرخ‌هاي عكس‌العملي براي مانور وضعيت [ψ, θ, φ]=[-30,40,50]deg 144
شکل ‏535 اندازه مومنتوم زاويه‌اي كل چرخ‌هاي عكس‌العملي 145
شکل ‏536 مانور وضعيت ماهواره زمين آهنگ [ψ, θ, φ]=[0,5,0]deg 145
شکل ‏537 فعاليت تراسترهاي عكس العملي براي مانور وضعيت [ψ, θ, φ]=[0,5,0]deg 146
شکل ‏538 مانور وضعيت ماهواره زمين آهنگ [ψ, θ, φ]=[0,50,0]deg 146
شکل ‏539 فعاليت تراسترهاي عكس العملي براي مانور وضعيت [ψ, θ, φ]=[0,50,0]deg 147
شکل ‏540 مانور وضعيت ماهواره زمين آهنگ [ψ, θ, φ]=[30,10,50]deg 147
شکل ‏541 طول جغرافيايي متوسط lm 150
شکل ‏542 تغييرات طول جغرافيايي ماهواره در زمان اصلاح طول جغرافيايي 150
شکل ‏543 مصرف سوخت ماهواره در زمان اصلاح طول جغرافيايي 151
شکل ‏544 سرعت چرخ مومنتومي در فرآيند باربرداري 152
شکل ‏545 فعاليت تراسترها براي باربرداري از روي چرخ مومنتومي 152
شکل ‏546 انتقال مداري به روش Hohmann 154
شکل ‏71 محيط نرم‌افزار سيستم كنترل وضعيت و موقعيت 157
شکل ‏72 نمايش بلوك‌هاي نرم‌افزار به تفكيك وظايف 159
شکل ‏73 نرم افزار واسط كاربر- واحد تله‌متري 162 فهرست جداول
جدول ‏41 ضرايب مدولاتور PWPF 95
جدول ‏51 مشخصات مدار ارتفاع پايين 122
جدول ‏52 مشخصات مدار زمين‌آهنگ 130
جدول ‏53 محدوده خطاي مجاز براي اصلاح مداري 149
جدول ‏54 مشخصات مدار پاركينگ و مدار هدف 153
فهرست علائم واختصارات
LEO
مدار ارتفاع‌پايين
GEO
مدار زمين‌آهنگ
MEO
مدار ارتفاع‌متوسط
r
بردار موقعيت
cm
مركز جرم
m_i
جرم جسم i- ام
F
بردار نيرو
G
ثابت گرانشي
h
مومنتوم زاويه‌اي
μ
حاصل‌ضرب ثابت گرانشي در جرم زمين
a
نيم قطر بزرگ بيضي مدار- فاصله ميانگين زمين از خورشيد
e
خروج از مركز مدار
آنومالي حقيقي- زمان نجومي محلي
i
شيب مداري
Ω
نقطه مد صعودي
ω
آرگومان حضيض
M
آنومالي متوسط
T
بردار گشتاور (T_x,T_y, T_z)
I
ممان‌هاي اصلي اينرسي (I_x,I_y, I_z)
ω
بردار سرعت‌هاي زاويه‌اي در مختصات بدني (ω_x,ω_y, ω_z)
ω ̇
بردار شتاب‌هاي زاويه‌اي در مختصات بدني (ω ̇_x,ω ̇_y, ω ̇_z)
T_d
بردار گشتاور اغتشاشات
T_c
بردار گشتاور كنترل كننده
Ji
ضريب هارمونيك منطقه اي از درجه i
f_Earth
پخي زمين
e_Earth
خروج از مركز كره زمين
φ’
عرض جغرافيايي زمين‌مركز />V
تابع پتانسيل جاذبه
n
درجه چند جمله‌اي لژاندر
m
مرتبه چند جمله‌اي لژاندر
n_max
درجه مدل جاذبه EGM96
λ
طول جغرافيايي
S ̅_nm
ضرايب نرمال شده گرانشي
C ̅_nm
ضرايب نرمال شده گرانشي
P ̅_nm
تابع شبه لژاندر نرماليزه شده
g
بردار جاذبه گرانشي
R_e
شعاع متوسط زمين در استوا
ρ
چگالي اتمسفر
C_D
ضريب پساي اتمسفر
V
سرعت ماهواره
A
مساحت سطح مقطع ماهواره
i_V
بردار يكه سرعت
P
ميانگين شار مومنتومي در سطح زمين
C_p
ثابت انعكاس نور
n_s
بردار جهت خورشيد نسبت به ماهواره
c
سرعت نور در خلاء
ρ_i
ضريب انعكاس تمركز
δ_i
ضريب انعكاس پخش‌شوندگي
n_i (t)
بردار يكه عمود بر سطح i-ام
s
جهت بردار تابش خورشيد]]>