Phân tích điều khiển quỹ đạo vệ tinh địa tĩnh và ứng dụng vào vệ tinh Vinasat-1

- Trần Thị Huyền Trang ĐỀ TÀI LUẬN VĂN: PHÂN TÍCH ĐIỀU KHIỂN QUỸ ĐẠO VỆ TINH ĐỊA TĨNH VÀ ỨNG DỤNG VÀO VỆ TINH VINASAT-1 Chuyên ngành: Kỹ thuật điện tử LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.
- Phạm Minh Hà Hà Nội – 10/2010 Phân tích và điều khiển quỹ đạo vệ tinh Vinasat-1 1MỤC LỤC MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT MỤC LỤC HÌNH VẼ LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: LÝ THUYẾT CHUNG PHÂN TÍCH QUỸ ĐẠO VỆ TINH ĐỊA TĨNH .
- Vệ tinh địa tĩnh, quỹ đạo địa tĩnh .
- Quỹ đạo đồng bộ, quỹ đạo địa tĩnh .
- Vệ tinh địa tĩnh a) Những ưu điểm và nhược điểm của vệ tinh quỹ đạo địa tĩnh b) Nhiệm vụ của vệ tinh địa tĩnh, cụ thể cho Vinasat .
- Các thông số quỹ đạo .
- Hệ tọa độ a) Hệ tọa độ quán tính địa tâm (ECI b) Hệ tọa độ vệ tinh c) Hệ tọa độ quĩ đạo d) Hệ tọa độ “đích .
- Hình dạng và các thông số xác định quỹ đạo địa tĩnh của vệ tinh......16 a) Quỹ đạo Elip b) 6 thông số Kepler mô tả quỹ đạo và các đặc trưng của chúng CHƯƠNG 2: QUÁ TRÌNH ĐIỀU KHIỂN ĐẢM BẢO QUỸ ĐẠO CHO VỆ TINH ĐỊA TĨNH .
- Các lực nhiễu tác động lên vệ tinh địa tĩnh và ảnh hưởng của chúng .
- Nguyên lý điều khiển vệ tinh .
- Các quy ước về lực đẩy và tên gọi các loại tên lửa tương ứng với các mặt vệ tinh chứa chúng .
- Các quá trình điều khiển vệ tinh địa tĩnh a) Điều khiển theo hướng Bắc – Nam b) Điều khiển theo hướng Đông-Tây .
- Các hoạt động điều khiển hỗ trợ .
- Điều khiển vệ tinh trong box giới hạn .
- Đặc điểm các vệ tinh địa tĩnh cùng vị trí (Co-located a) Không tính toán tránh va chạm Phân tích và điều khiển quỹ đạo vệ tinh Vinasat-1 2b) Kiểm tra va chạm cho các vệ tinhco-located mà không cùng tọa độ .....54 c) Phân chia co-location d) Đặt “đích” cho mỗi hoạt động điều khiển (Station Keeping_SK .
- Các phương pháp phân tách điều khiển cho các vệ tinh cùng vị trí kinh độ (co-located a) Phương pháp 1: Phân chia hoàn toàn theo kinh độ (longitude b) Phương pháp 2:Phân chia kinhđộ longitude trong suốt chu trình trôi....57 c) Phương pháp 3: Phân chia longitude theo sự dao động của độ lệch tâm (eccentricity d) Phương pháp 4: Phân chia trong mặt phẳng quỹ đạo theo vecto độ lệch tâm (eccentricity e) Phương pháp 5: Kết hợp phân chia inclination và eccentricity trong mặt phẳng kinh tuyến CHƯƠNG 3: QUY TRÌNH PHÂN TÍCH QUỸ ĐẠO VỆ TINH VINASAT-1 VỚI OASYS .
- Các định nghĩa a) Cơ sở dữ liệu và cách phân loại: Binary Database, ASCII Database.....66 b) Bảng lịch thiên văn của quỹ đạo vệ tinh: Ephemeris c) Các loại file dữ liệu đầu ra d) Các loại file dữ liệu đầu vào: Tracking file, TAC file, Temperature & Pressure file, NOR file, Drag file, Config file e) Ba quỹ đạo tạo ra trong phân tích: Plan Orbit, Reconstruction Orbit, OD Orbit.
- Chu kì điều khiển và giới hạn quy định vệ tinh Vinasat .
- Các quá trình phân tích quỹ đạo .
- Lập kế hoạch cho một quá trình điều khiển a) Quá trình lập kế hoạch cho điều khiển Bắc- Nam (NSSK b) Quá trình lập kế hoạch cho điều khiển Đông- Tây (EWSK .
- Tính toán lại nhiên liệu và hiệu suất sau điều khiển (quá trình Reconstruction .
- Phân tích và xác định quỹ đạo sau một quá trình điều khiển (quá trình Orbit Determination .
- Cập nhật vị trí cho vệ tinh (Ephemeris Upload .
- Dự đoán các sự kiện cho vệ tinh và anten .
- Dự đoán cho Vệ tinh Phân tích và điều khiển quỹ đạo vệ tinh Vinasat-1 3a) Dự đoán sự xâm nhập của mặt trăng, mặt trời, dự đoán sự che khuất của mặt trăng trái đất với mặt trời b) Dự đoán vị trí tương đối của Vinasat-1 với các vệ tinh lân cận, đánh giá và giải quyết khi ngoài giới hạn bảo vệ.
- Dự đoán cho Anten a) Dự đoán thông số định vị cho anten b) Dự đoán nhiễu bước sóng tia mặt trời lên anten (Sun Outage CHƯƠNG 4: MÔ PHỎNG SỰ THAY ĐỔI CÁC THÀNH PHẦN QUỸ ĐẠO QUA ĐIỀU KHIỂN CỦA VỆ TINH VINASAT .
- Công cụ mô phỏng quá trình di chuyển của vệ tinh trên quỹ đạo: Vinasat_Plots .
- Kinh nghiệm phân tích .
- Thay đổi kế hoạch điều khiển khi có sự cố(bao gồm cả kì nghỉ) .....104 a) Sự cố xảy ra bất ngờ b) Sự cố được báo trước .
- Xử lí khi quỹ đạo gần rìa và ra ngoài giới hạn quy định KẾT LUẬN TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC 1: CÁC REPORT CỦA QUÁ TRÌNH PHÂN TÍCH .
- Các command argument files a) NSSK b) EWSK PHỤ LỤC 2: THỜI GIAN BIỂU PHÒNG PHÂN TÍCH QUỸ ĐẠO Phân tích và điều khiển quỹ đạo vệ tinh Vinasat-1 4 LỜI CAM ĐOAN Tôi tên là Trần Thị Huyền Trang - học viên lớp Cao học Kỹ thuật điện tử 2 - Khoá Khoa Điện tử viễn thông- Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội.
- Học viên cao học: Trần Thị Huyền Trang Phân tích và điều khiển quỹ đạo vệ tinh Vinasat-1 5 DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT AD Attitude Determine Xác định tư thế ADJ Adjust TAC file Dữ liệu sau điều chỉnh AMF Apogee Motor Động cơ bắn tại điểm cực viễn ASCII American Standard Code for Information Interchange Bộ mã tiêu chuẩn Mỹ cho trao đổi thông tin BM Backward Maneuver Lần điều khiển trước CM Center of Mass Trọng tâm COB Center Of Box Quỹ đạo danh định DMD Demand TAC file Dữ liệu ECC Ecentricity Độ lệch tâm ECF Earth Centered Fixed Hệ tọa độ lấy tâm trái đất cố định ECI Earth Centered Inertial Hệ tọa độ địa tâm EPH Ephemeris Bảng trạng thái vệ tinh EWSK East West StationKeeping Điều khiển Đông Tây GSAM Geostationary Analysis Module Hệ thống phân tích địa tĩnh INC Inclination Độ nghiêng ISI Integral Systems Incorporated Tên công ty LM Lockheed Martin Tên công ty NOR/NORAD North American Aerospace Defense Command Cơ quan hàng không vũ trụ Bắc Mỹ Phân tích và điều khiển quỹ đạo vệ tinh Vinasat-1 6NSSK North South StattionKeeping Điều khiển Bắc Nam OASYS Orbit Analysis SYStem Hệ thống phân tích quỹ đạo OD Orbit Determination Xác định quỹ đạo ONT Ontime TAC file Dữ liệu thực tế OPR Orbit Plane Radial Mặt phẳng quỹ đạo bán kính OPS Orbit Plane Solar Mặt phẳng quỹ đạo mặt trời OPT Orbit Plane Tangenial Mặt phẳng quỹ đạo tiếp tuyến PVT Pressure/Volume/Temperature Áp suất/Thể tích/Nhiệt độ PM Present Maneuver Lần điều khiển hiện tại RA Right Ascension Góc tăng phải RCS Reaction Control System Hệ thống điều khiển phản lực REA Rocket Engine Assembly Thiết bị động cơ tên lửa RWA Reaction Wheel Assembly Thiết bị bánh xe phản lực SA Solar Array Tấm mặt trời SK Station Keeping Thực hiện điều khiển tại trạm SRP Solar Radiation Pressure Áp suất phát xạ mặt trời TAC Thruster Attitude Control Điều khiển tư thế tên lửa TLE Two- Line Element Thành phần hai dòng TO Transfer Orbit Quỹ đạo chuyển tiếp Phân tích và điều khiển quỹ đạo vệ tinh Vinasat-1 7 MỤC LỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Quỹ đạo địa tĩnh Hình 1.2: Hệ tọa độ địa tâm Hình 1.3: Hệ tọa độ tâm vệ tinh Hình 1.4: Hệ tọa độ quĩ đạo Hình 1.5: Mối liên hệ giữa hệ tọa độ quĩ đạo và hệ tọa độ quán tính địa tâm Hình 1.6 Các thành phần quỹ đạo nằm trong mặt phẳng quỹ đạo eclipse Hình 1.7 Hướng của mặt phẳng quỹ đạo, và các thành phần ngoài của nó Hình 2.1 Quy ước lực đẩy và cách gọi tên các tên lửa trên mặt Bắc, Nam Hình 2.2 Quy ước lực đẩy và cách gọi tên các tên lửa trên mặt Đông, Tây Hình 2.3 Các thành phần véc-tơ ảnh hưởng tới quỹ đạo Hình 2.4 Quỹ đạo trái đất xung quanh mặt trời Hình 2.5 Sự thay đổi mặt phẳng quỹ đạo bởi North Thrust, tạo ∆V >0.
- Hình 2.6 Hình chiếu các thành phần véc tơ độ nghiêng lên mặt phẳng quỹ đạo......28 Hình 2.7 Ảnh hưởng va chạm của lực các lực đẩy lên cánh pin mặt trời tại các thời điểm trong năm Hình 2.8 Sự thay đổi của hình chiếu véc tơ i sau 1 năm Hình 2.9 Sự thay đổi của hình chiếu véc tơ i sau 15 năm Hình 2.10 Sự thay đổiđộ nghiêng hàng năm và ∆V yêu cầu Hình 2.11 Hệ tọa độ xác định vị ảnh hưởng của hiện tượng coupling Hình 2.12 Ảnh hưởng của cross-coupling tới độ lệch tâm Hình 2.13 Sự thay đổi trọng tâm của vệ tinh Hình 2.14 Độ lớn của Cross-Coupling theo trục x Hình 2.15 Độ lớn của Cross-Coupling theo trục y Hình 2.16 Sự thay đổi của kinh độ sau các lần điều khiển Đông-Tây Hình 2.17 Sự thay của tốc độ trôi sau các lần điều khiển Đông-Tây Hình 2.18 Sự thay của độ lệch tâm sau các lần điều khiển Đông-Tây Hình 2.19 Chu kì điều khiển vệ tinh Hình 2.20 Quá trình bắn theo hướng Đông và hướng Tây Hình 2.21 Sự thay đổi của tốc độ trôi trong quá trình điều khiển Đông-Tây 2 phần39 Hình 2.22 Sự thay đổi của kinh độ trong quá trình thực hiện điều khiển Đông- Tây 2 phần Hình 2.23 Lực đẩy theo hướng Đông với ba trục cố định của vệ tinh được nhìn từ cực Bắc Hình 2.24 Lực đẩy theo hướng Đông ở chế độ xung với một trục quay cố định được nhìn từ cực Bắc Hình 2.25 Sự mở rộng quỹ đạo khi sử dụng Lực đẩy hướng Đông Hình 2.26 Sự thay đổi độ trôi kinh độ do Lực đẩy hướng Đông Phân tích và điều khiển quỹ đạo vệ tinh Vinasat-1 8Hình 2.27 Sự thay đổi của độ lệch tâm và độ trôi theo thời gian Hình 2.28 Mô tả hệ thống tọa độ trên vệ tinh Hình 2.29 Hệ thống điều khiển tư thế của vệ tinh.
- Hình 2.30 Hiện tượng che khuất bởi mặt trăng Hình 2.31 Ảnh hưởng của các mùa tới hoạt động của vệ tinh Hình 2.32 Hai quỹ đạo có độ nghiêng khác nhau (vecto độ nghiêng _inclination) giao nhau tại hai điểm Hình 2.33 SK tương quan giữa hai vệ tinh với một phần deadband longitude chồng lên nhau trong suốt một chu trình longitude.
- Hình 2.34 Hai vệ tinh co-location theo phương pháp 3 với một phần deadband chồng lên nhau với dao động của longitude bị ảnh hưởng từ ecc Hình 2.35 Hai vệ tinh Co-location theo phương pháp 3 trong 3 ngày, biểu thị hình chiếu dao động của vệ tinh lên mặt phẳng xích đạo.
- Hình 2.36 Phân chia mặt phẳng xích đạo theo ecc.
- Hình 2.37 Sự phân chia giống như trong hình 2.42, nhưng ở đây chỉ ra sự chuyển động của vệ tinh 1 tương quan với vệ tinh 2 trong hệ thống chuyển động quanh trái đất Hình 2.38 Hai, ba và bốn vệ tinh co-location được phân chia mặt phẳng quỹ đạo theo ecc, phương pháp 4.
- Hình 4.1 Đồ thị sự thay đổi của kinh độ quỹ đạo Hình 4.2 Đồ thị sự thay đổi của độ nghiêng quỹ đạo Hình 4.3 Đồ thị sự thay đổi của độ nghiêng quỹ đạo trong cả năm Hình 4.4 Đồ thị biểu thị sự thay đổi của kinh độ vệ tinh trong cả năm Hình 4.5 Trường hợp độ nghiêng ở rìa vòng tròn tới hạn Hình 4.6 Trường hợp độ trôi ở rìa vòng tròn tới hạn Phân tích và điều khiển quỹ đạo vệ tinh Vinasat-1 9 LỜI MỞ ĐẦU Vinasat-1 là vệ tinh viễn thông địa tĩnh đầu tiên của Việt Nam được phóng vào vũ trụ lúc 22 giờ 16 phút ngày 18 tháng 4 năm 2008.
- Để có thể sử dụng và khai thác được vệ tinh một cách hiệu quả thì quá trình điều khiển vệ tinh là vô cùng quan trọng, nhằm đảm bảo vệ tinh nằm trong quỹ đạo tối ưu.
- Quá trình điều khiển vệ tinh có hai công đoạn chính: (1) Dự đoán, xác định quỹ đạo.
- (2) Gửi lệnh điều khiển và giám sát trạng thái của vệ tinh.
- trong đó quá trình dự đoán quỹ đạo bao gồm việc tính toán và phân tích các dữ liệu thu thập từ hệ thống thời gian thực và đưa lại hệ thống này những thông số cần thiết cho quá trình điều khiển.
- Nhằm phục vụ công việc thực tế trong việc dự đoán, điều khiển quỹ đạo về tinh Vinasat-1, luận văn với đề tài: “Phân tích, điều khiển quỹ đạo vệ tinh địa tĩnh và ứng dụng vào vệ tinh Vinasat-1” đã được xây dựng và hoàn thiện với 4 phần chính.
- Chương 1: Lý thuyết chung phân tích quỹ đạo vệ tinh địa tĩnh - Chương 2: Quá trình điều khiển đảm bảo quỹ đạo cho vệ tinh địa tĩnh - Chương 3: Quy trình phân tích quỹ đạo vệ tinh Vinasat-1 với OASYS - Chương 4: Mô phỏng sự thay đổi các thành phần quỹ đạo qua điều khiển của vệ tinh Vinasat-1 Trong đề tài, em cũng đã tập hợp và đúc rút những kinh nghiệm phân tích quỹ đạo được tích lũy trong suốt quá trình làm việc và học tập tại “ Đài điều khiển vệ tinh Vinasat-1.
- Đề tài này cũng sẽ đóng vai trò là tài liệu tham khảo, góp phần hữu ích cho việc giải quyết những tình huống công việc hàng ngày trong quá trình điều khiển, giám sát hoạt động vệ tinh.
- Em xin chân thành gửi lời cảm ơn tới các chuyên gia phân tích quỹ đạo: John Baker, Kent Mitchell, Petra Toetenel cũng như lãnh đạo đài điều khiển vệ tinh Phân tích và điều khiển quỹ đạo vệ tinh Vinasat-1 10Vinasat-1.
- Học viên thực hiện : Trần Thị Huyền Trang Quy trình phân tích quỹ đạo vệ tinh Vinasat-1 11 CHƯƠNG 1: LÝ THUYẾT CHUNG PHÂN TÍCH QUỸ ĐẠO VỆ TINH ĐỊA TĨNH 1.1.
- Vệ tinh địa tĩnh, quỹ đạo địa tĩnh Số lượng vệ tinh địa tĩnh ngày càng tăng nhanh mạnh mẽ.
- Kể từ khi vệ tinh đầu tiên được phóng vào năm 1963, đến năm 1980 đã có trên 100 vệ tinh và trên 200 vệ tinh vào năm 1990.
- Số lượng vệ tinh sẽ còn tiếp tục tăng chừng nào nhu cầu thông tin liên lạc của con người vẫn chưa bảo hòa.
- Để hiểu rõ hơn về loại vệ tinh này chúng ta sẽ định nghĩa nó một cách chi tiết như sau.
- Quỹ đạo đồng bộ, quỹ đạo địa tĩnh Quỹ đạo đồng bộ (Geosynchronous): là quỹ đạo có chu kỳ chính xác bằng một vòng quay hoàn chỉnh của trái đất (23 giờ 56 phút).
- Mặt phẳng quỹ đạo này có thể tạo với mặt phẳng xích đạo 1 giá trị góc nghiêng bất kỳ, và có hình dạng tròn hoặc elipse.
- Quỹ đạo địa tĩnh (Geostationary.
- là quỹ đạo đồng bộ tròn với góc nghiêng bằng 0° (được đặt tại mặt phẳng xích đạo) và độ lệch tâm nhỏ.Một quỹ đạo địa tĩnh hoàn toàn là một khái niệm chỉ có trong lý thuyết với giả thiết vệ tinh trên quỹ đạo này chỉ chịu tác dụng từ lực hấp dẫn của trái đất và lực ly tâm của chuyển động quay của vệ tinh xung quanh trái đất mà không chịu tác động của lực nào khác vào vệ tinh.Cùng giả thiết trái đất là hình cầu hoàn toàn.
- Khi đó ta có: Lực hấp dẫn của trái đất lên vệ tinh là : Fhd = gmM/ r2 Lực ly tâmcủa vệ tinh khi chuyển động trên quỹ đạo là: Flt = mrΨ2 Chuyển động của vệ tinh trên quỹ đạo là chuyển động tròn đều nên lực hấp dẫn phải cân bằng với lực ly tâm : Với tốc độ quay của trái đất Ψ .
- Nên ta suy ra bán kính của quỹ đạo địa tĩnh r km).
- Tuy nhiên một quỹ đạo địa tĩnh hoàn toàn là không có trong thực tế, do ngoài tác động của hai lực trên vệ tinh trên quỹ đạo địa tĩnh còn chịu tác động của nhiều lực tác động Quy trình phân tích quỹ đạo vệ tinh Vinasat-1 12khác như lực hấp dẫn của mặt trăng, mặt trời, áp suất bức xạ mặt trời.
- Vệ tinh địa tĩnh Vệ tinh địa tĩnh là vệ tinh chuyển động trên quỹ đạo địa tĩnh mà trên quỹ đạo đó vệ tinh gần như không chuyển động trong mối tương quan với chuyển động quay của trái đất.
- Tức là khi quan sát từ một điểm trên trái đất, thì vị trí của vệ tinh gần như không thay đổi theo thời gian.
- Loại vệ tinh này chủ yếu được sử dụng với mục đích thông tin liên lạc, truyền thông, ngoài ra một số cũng được dùng để quan sát và thực hiện một số nhiệm vụ khoa học.
- Hình 1.1 Quỹ đạo địa tĩnh Trong hoạt động thực tế của vệ tinh trên quĩ đạo địa tĩnh, do không địa tĩnh hoàn toàn nên vệ tinh luôn chịu các lực tác dụng làm lệch ra khỏi vị trí danh định của nó.
- Do vậy khi vận hành và khai thác vệ tinh chúng ta luôn thường xuyên theo dõi những thay đổi về vị trí này để thực hiện những điều chỉnh kịp thời.
- a) Những ưu điểm và nhược điểm của vệ tinh quỹ đạo địa tĩnh Vệ tinh địa tĩnh chuyển động trên quỹ đao địa tĩnh có một số ưu điểm sau.
- Luôn xuất hiện cùng một vị trí trên bầu trời với 1 trạm mặt đất nên dễ dàng cho việc điều khiển.
- Số lượng lớn anten đơn giản có thể được định hướng tới vệ tinh với độ tin cậy cao (được sử dụng trong truyền hình quảng bá trực tiếp).
- Tuy nhiên, vệ tinh địa tĩnh cũng có một số nhược điểm.
- Vệ tinh địa tĩnh có đường truyền xa tới mặt đất.
- Trên quỹ đạo chi phí tên lửa phóng đẩy vệ tinh trên một đơn vị khối lượng cao.
- Tầm nhìn của vệ tinh địa tĩnh bị hạn chế trong vùng địa cực.
- Quy trình phân tích quỹ đạo vệ tinh Vinasat-1 13b) Nhiệm vụ của vệ tinh địa tĩnh, cụ thể cho Vinasat-1 Vinasat-1, vệ tinh đầu tiên của Việt Nam là vệ tinh địa tĩnh hoạt động trên quỹ đạo địa tĩnh tại vị trí 132° kinh độ Đông với kinh độ chính xác là: 131.94.
- Các thông số quỹ đạo.
- Hệ tọa độ Nhiều hệ tọa độ được sử dụng tương ứng với từng khía cạnh tính toán khi vệ tinh trong sự tác động của các yếu tố gây nhiễu.
- Những yêu cầu cần thiết đòi hỏi phải xác định hệ tọa độ để chỉ rõ vị trí tức thời của vệ tinh.
- Để đảm bảo rằng vệ tinh thỏa mãn yêu cầu địa tĩnh, có vị trí tương quan trong mối liên hệ với vị trí trái đất.
- Để có thể tập hợp dữ liệu đo xa phục vụ việc xác định quỹ đạo vệ tinh, vị trí vệ tinh tương quan với vị trí trạm mặt đất.
- Phương trình chuyển động mô tả quỹ đạo bay của vệ tinh chỉ thỏa mãn trong một hệ quán tính.
- Vị trí của mặt Trời, mặt Trăng phải được mô phỏng trong một hệ tọa độ đã biết sao cho lực hấp dẫn của chúng lên vệ tinh có thể được tính toán đến.
- Những yêu cầu này không thể được thỏa mãn bởi một hệ tọa độ vì vậy người ta phải đưa ra nhiều loại hệ tọa độ phù hợp với từng yêu cầu trên.Tuy nhiên, đối với vệ tinh địa tĩnh việc định nghĩa một hệ tọa độ sẽ dễ dàng hơn so với các loại vê tinh khác.
- Lí do là vị trí địa tĩnh được định nghĩa trong cùng một hệ tọa độ thì sự đo đạc được thực hiện dễ dàng chuyển đổi hơn.
- Có bốn hệ trục tọa độ được sử dụng cho việc điều khiển và xác định tư thế của vệ tinh địa tĩnh: Hệ tọa độ quán tính địa tâm, hệ tọa độ vệ tinh (là hệ tọa độ lấy vệ tinh làm gốc), hệ tọa độ quĩ đạo, và hệ tọa độ đích Sau đây chúng ta sẽ đi nghiên cứu các hệ tọa độ này.
- Quy trình phân tích quỹ đạo vệ tinh Vinasat-1 14a) Hệ tọa độ quán tính địa tâm (ECI) Hệ tọa độ quán tính địa tâm là hệ tọa độ tham chiếu được sử dụng cho lịch thiên văn mặt trời và lịch thiên văn vệ tinh, hệ tọa độ này gồm có 3 trục XECI, YECI, ZECI.
- Hệ tọa độ này có hướng không đổi trong không gian quán tính.
- Hệ thống xác định tư thế sẽ tính toán các phép chuyển đổi từ hệ tọa độ quán tính sang hệ tọa độ vệ tinh.
- Trong hệ tọa độ quán tính địa tâm, trục XECI có hướng song song với giao điểm của mặt phẳng xích đạo của trái đất và mặt phẳng hoàng đạo (quĩ đạo trái đất quanh mặt trời).
- Vì bản thân trái đất không phải là cố định quán tính (trục quay của nó chuyển động tịnh tiến chậm so với một ngôi sao cố định), nên hệ tọa độ địa tâm phải được gắn với một thời điểm thời gian nhất định.
- Đối với vệ tinh, hệ tọa độ địa tâm được xác định theo hướng của trái đất tại trưa ngày 1 tháng 1 năm 2000.
- Đây cũng chính là thời điểm tham chiếu “0” của đồng hồ trên vệ tinh.
- Hình 1.2: Hệ tọa độ địa tâm b) Hệ tọa độ vệ tinh Hệ tọa độ tâm vệ tinh (XB, YB, ZB ) được gắn cố định so với vệ tinh và quay cùng với vệ tinh.
- Gốc của hệ tọa độ này là tâm hình học của mặt phẳng đế trên vệ tinh.
- Hệ tọa độ Quy trình phân tích quỹ đạo vệ tinh Vinasat-1 15này là tham chiếu cho việc căn chỉnh hướng của các bộ cảm biến và các bộ giữ vai trò điều khiển (được gọi là các bộ Actuator).
- Hình 1.3: Hệ tọa độ tâm vệ tinh Hệ tọa độ tâm vệ tinh còn là hệ tọa độ tham chiếu cho việc tính toán mô men điều khiển.
- Trục XB vuông góc với mặt phẳng đế, và có hướng dương là hướng đi xa khỏi vệ tinh.
- Trục YB vuông góc với mặt phía đông của vệ tinh và hướng dương là hướng về phía đông.
- c) Hệ tọa độ quĩ đạo Hệ tọa độ quĩ đạo định hướng trái đất (XO, YO, ZO) xác định tư thế danh định của vệ tinh.
- Hướng của nó trong không gian quán tính phụ thuộc vào vị trí quĩ đạo của vệ tinh.
- Phần mềm bay trên vệ tinh sẽ sử dụng lịch thiên văn trên vệ tinh và thời gian hiện tại để xác định hệ tọa độ này.
- Hình 1.4: Hệ tọa độ quĩ đạo

Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn
hoặc xem Tóm tắt