علوم و فناوری فضایی

علوم و فناوری فضایی

تحلیل داده‌های TLE ماهوارة نوید و تأثیرآن بر عملیات رهگیری توسط ایستگاه‌های زمینی

نویسندگان
حسین بلندی
محمد حسن اشتری
مریم نادی
سیدمجید اسماعیل‌زاده
دانشگاه علم و صنعت ایران
چکیده
در این مقاله با تحلیل داده‌های TLEماهوارة نوید علم و صنعت در طول دورة مأموریت به بررسی میزان تأثیر این داده‌ها بر عملیات رهگیری ایستگاه‌های زمینی پرداخته شده است. دقت پیش‌بینی موقعیت ماهواره، میزان خطای جهت‌گیری آنتن‌های ایستگاه‌های زمینی، میزان خطا در پیش‌بینی زمان طلوع ماهواره و حساسیت‌سنجی این موارد نسبت به تغییرات پارامتر از داده TLEاز جمله موارد مورد بحث در این مقاله است. نتایج تحلیل‌‌ها مؤید آن است که دقت داده‌های TLEو فواصل زمانی به‌روزرسانی آن‌ها و مدت زمان سپری شده از زمان Epochمربوط به دادة TLE، به صورت مستقیم بر دقت پیش‌بینی موقعیت ماهواره و عملیات رهگیری تأثیرگذار است. در برخی از موارد از جمله محدودبودن بیم آنتن‌های زمینی، این مسئله منجر به عدم موفقیت در رهگیری ماهواره می‌شود. بنابراین پیشنهاد شده است عملیات رهگیری ماهواره به کمک ایستگاه‌های زمینی و مستقل از داده TLEانجام پذیرد و استفاده از دادة TLEبه عنوان حالت رزرو مورد نظر قرار گیرد در این حالت نیز باید داده‌های TLEروزانه به‌روزرسانی ‌شوند.
کلیدواژه‌ها
ماهوارة نوید علم و صنعت
TLE
SGP4
تعیین موقعیت
ایستگاه زمینی
  1. [1] Gooding, R. H., A New Procedure for Orbit Determination Based on Three Lines of Sight (Anglesonly), Tecnical Report 93004, 1993.
  2. [2] Hingcheung, So., Shunping, HUI, “Constrained Location Algorithm Using TDOA Measurement,” IEICE, E86-A,No. 12, 2003, pp. 3291-3293.
  3. [3] Escobal, P. , Methods of Orbit Determination, John Wiley & Sons, NewYork, Reprint: Krieger Publishing Company, Malahar, Florida, 1976.
  4. [4] Curtis, H., Orbital Mechanics for Engineering Student, Elsevier, 2010.
  5. [5] Vergez, P., Sauter, L. and S. Dahlke, “An Improved Kalman Filter for Satellite Orbit Predictions,” The Journal of the Astronautical Sciences, Vol. 52, No. 3, 2004, pp. 1-22.
  6. [6] Jia, P. Z. and Xiong, Y. Q., “An Orbit Determination Algorithm with Onboard GPS Using Kalman Filter”, Actaastronom ICA Sinica, Vol. 46, No.4 2005, pp. 441-251.
  7. [7] Choi, E. J., et. al, “Onboard orbit Determination Using GPS Observations Based on the Unscented Kalman Filter,” Advances in Space Research, 46, No.11, 2010, pp. 1440-1450.
  8. [8] Romanenko, A. and Castro, J. A. A. M., “The Unscented Filter as an Alternative to the EKF for Nonlinear State Estimation a Simulation Case Study,” Computers and Chemical Engineering, Vol. 28, No.3 2004, pp. 347–355.
  9. [9] Nakajima, A., et. al, “Space Debris Observation by Ground-Based Optical Telescope,” Symposium Space Technology and Science (ISTS), 22nd Procceding, 2000, pp. 2055-2060.
  10. Thaller, D., et. al. “Preparing the Bernese GPS Software for the Analysis of SLR Ob-Servations to Geodetic Satellites,” Proceedings of the 16th International Workshop on Laser Ranging, Poz-nan, Poland, 2008.
  11. H, “Efficient Precise Orbit Determination of LEO Satellites Using GPS,” Elsevier, Vol. 30, No.2, 2002, pp. 295-300.
  12. Jia, P. Z. and Xiong, Y. Q. “An Orbit Determination Algorithm by Means of the Satellite-Borne GPS Data and Kalman Filter,” Chinese Astronomy and Astrophysics, Vol. 30, No. 2, 2006, pp. 203-214.
  13. Vallado, D., Fundamentals of Astrodynamics and Applications, 3rd Edition, McGraw-Hill Space Technology Series, 2007.
  14. Battin, R.H., An Introduction to the Mathematics and Methods of Astrodynamics, American Institute of Aeronautics & Astronautics, Washington, D.C, 1999.
  15. Vetter, J. R., “Fifty Years of Orbit Determination Development of Modern Astrodynamics Methods,” Johns Hopkins APL Technical Digest, Vol. 27, No.3, 2007.
  16. Hoots, F. R. and Roehrich, R. L., Models for Propagation of NORAD Element Sets, Project Spacecraft Report No. 3, Aerospace Defense Command, United States Air Force, 1980.
  17. Available, [on line]: http:// www.N2yo.com
  18. Montenbruck, O., Satellite Orbits Models, Methods, Application, Springer, 2001.
  19. Cho, C. H., et. al, “NORAD TLE Type Orbit Determination of LEO Satellite using GPS Navigation Solution,” Journal of Astronomy and Space Science, 19, No. 3, 2002, pp. 197-206.
  20. Montenbruck, O. and Gill E., “Real-Time Estimation of SGP4 Orbital Elements from GPS Navigation Data,” 15th International Symposium on Space Flight Dynamics, France, 2000.
  21. Vallado, D. A. and Crawford, P., “SGP4 Orbit Determination,” Astrodynamics Specialist Conference and Exhibit, August 2008.
  22. Jochim, E. F., Gill, E., Montenbruck, O. and Kirschner, M., “GPS Based Onboard and Onground Orbit Operation for Small Satellites,” Acta Astronautica, Vol. 39. No. 9-12, 1996, pp. 917-922.
  23. Montenbruck, O., “An Epoch State Filter for Use with Analytical Orbit Models of Low Earth Satellites,” Aerospace Science and Technology 4, 2000, pp. 277-287.
  24. Kozai, Y,. “The Motion of a Close Earth Satellite,” Astronomical Journal, Vol. 64, No. 1274, pp. 367-377.
  25. Lee, B.Y. and Park, J. W., “Estimation of The SGP4 Drag Term from Two Osculating Orbit State,” Journal of Astronomy and Space Science, 20, No. 1, 2003, pp. 11–20.
  26. E., Skone. S. and O’Keefe. K., “Orbit Determination for the Canx-2 Nanosatellite Using Intermittent GPS Data,” ION GNSS, Session D4b, 2010.
  27. B. S., “Applicable Tracking Data Arcs for Noradtle Orbit Determination of the Kompsat-1 Satellite Using GPS Navigation Solution,” Journal of Astronomy and Space Science, Vol. 22, No. 3, 2005, pp. 243-248.
  28. Gill, E., Montenbruck, O., Terzibaschian Th., “An Autonomous Navigation System for the German Small Satellite Mission BIRD.” AAS/AIAA Space Flight Mechanics Meeting, 2000.
  29. Greene, M. R., Zee, R. E., “Increasing the Accuracy of Orbital Position Information from NORAD SGP4 Using Intermittent GPS Readings,” 23rd Annual AIAA/USU Conference on Small Satellites, 2009.

  • تاریخ دریافت 07 اسفند 1392
  • تاریخ بازنگری 11 بهمن 1402
  • تاریخ پذیرش 31 فروردین 1395
  • تاریخ اولین انتشار 31 فروردین 1395