RU2471150C1 - Device to select objects of surveillance from orbital spacecraft - Google Patents
Device to select objects of surveillance from orbital spacecraft Download PDFInfo
- Publication number
- RU2471150C1 RU2471150C1 RU2011116855/28A RU2011116855A RU2471150C1 RU 2471150 C1 RU2471150 C1 RU 2471150C1 RU 2011116855/28 A RU2011116855/28 A RU 2011116855/28A RU 2011116855 A RU2011116855 A RU 2011116855A RU 2471150 C1 RU2471150 C1 RU 2471150C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- orbit
- globe
- spacecraft
- spiral element
- point
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Instructional Devices (AREA)
- Transmission Devices (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое техническое решение относится к области космической техники и может быть использовано для определения и выбора объектов наблюдения с орбитального космического аппарата (КА), движущегося по околокруговой орбите.The proposed technical solution relates to the field of space technology and can be used to determine and select objects of observation from an orbiting spacecraft (SC) moving in a near-circular orbit.
Известен глобус (см. [1], с.93-97), который можно использовать, в частности, для определения и выбора объектов наблюдений, выполняемых с КА. Недостатком данного устройства является отсутствие элементов, позволяющих отобразить информацию об орбите и трассе КА. Известен также учебный прибор по навигацииThe globe is known (see [1], pp. 93-97), which can be used, in particular, to determine and select objects of observation performed from spacecraft. The disadvantage of this device is the lack of elements to display information about the orbit and the spacecraft. A training device for navigation is also known.
[2], включающий основание, стойку, модель планеты, которая выполнена в виде глобуса, модель орбиты КА, выполненную в виде кольца и смонтированную на подшипнике стойки. Используя данный прибор, можно, в том числе, моделировать положение орбиты КА над глобусом - моделью планеты - и выбирать объекты на поверхности планеты, доступные наблюдению с КА.[2], including the base, the rack, the model of the planet, which is made in the form of a globe, the model of the SC orbit, made in the form of a ring and mounted on the bearing of the rack. Using this device, it is possible, among other things, to simulate the position of the SC orbit above the globe - the model of the planet - and select objects on the planet’s surface that are accessible to observation from the SC.
Наиболее близким из аналогов, принятым за прототип, является устройство для выбора объекта наблюдения с орбитального космического аппарата [3], включающее глобус с нанесенной на него картой, два охватывающих глобус кольца, центры которых совмещены с центром глобуса, спиральный элемент в виде витка спирали, соответствующий осредненному витку орбиты движущегося по околокруговой орбите космического аппарата, начиная с восходящего узла витка орбиты, при этом одно кольцо закреплено над точками полюсов глобуса с возможностью поворота вокруг оси вращения глобуса, проходящей через полюса глобуса, а другое кольцо установлено с возможностью выставки кольца под любым задаваемым углом к экватору глобуса.The closest of the analogues adopted for the prototype is a device for selecting an object of observation from an orbiting spacecraft [3], including a globe with a map on it, two rings covering the globe, the centers of which are aligned with the center of the globe, a spiral element in the form of a spiral coil, corresponding to the averaged orbit of the spacecraft moving in a circumferential orbit of the spacecraft, starting from the ascending node of the orbit, with one ring fixed over the points of the poles of the globe with the possibility of rotation around axis of rotation of the globe passing through the poles of the globe, and another ring is installed with the possibility of exhibiting the ring at any given angle to the equator of the globe.
Работа с устройством осуществляется следующим образом. Поворачивают спиральный элемент относительно глобуса таким образом, что точка начала витка располагается над точкой экватора со значением долготы λ0 восходящего узла рассматриваемого витка орбиты КА. В таком положении проекция спирального элемента на поверхность глобуса моделирует трассу рассматриваемого витка орбиты КА. В качестве возможных объектов наблюдения с КА выбираются объекты, расположенные вдоль смоделированной трассы витка орбиты КА.Work with the device as follows. The spiral element is rotated relative to the globe in such a way that the start point of the turn is located above the equator point with the longitude value λ 0 of the ascending node of the orbit of the spacecraft under consideration. In this position, the projection of the spiral element onto the surface of the globe simulates the path of the spacecraft orbit under consideration. As possible objects of observation from the spacecraft, objects located along the simulated path of the orbit of the spacecraft are selected.
Устройство-прототип имеет существенный недостаток - оно не позволяет отобразить на глобусе одновременно полную трассу восходящей ветви орбиты, что делает не удобным и не наглядным выбор объектов наблюдения в начале и в конце рассматриваемого витка. Кроме того, соединительные элементы устройства (а именно два кольца), закрывая собой находящиеся непосредственно под ними части карты, делают не удобным считывание размещенной на данных частях карты информации.The prototype device has a significant drawback - it does not allow to display on the globe simultaneously the full path of the ascending branch of the orbit, which makes the choice of observation objects at the beginning and at the end of the loop under review not convenient and visual. In addition, the connecting elements of the device (namely, two rings), closing the parts of the card directly below them, make it difficult to read the information placed on these parts of the card.
Задачей, стоящей перед предлагаемым устройством, является повышение удобства и наглядности определения и выбора объектов наблюдений, выполняемых с КА на восходящих ветвях орбиты КА путем обеспечения отображения на карте планеты одновременно полных трасс обеих восходящих ветвей орбиты в начале и в конце рассматриваемого витка при одновременном исключении затенения карты планеты соединительными элементами устройства.The task facing the proposed device is to increase the convenience and visibility of the determination and selection of objects of observation performed from the spacecraft on the ascending branches of the orbit of the spacecraft by ensuring that the map of the planet displays simultaneously full paths of both ascending branches of the orbit at the beginning and at the end of the orbit under consideration while eliminating shading maps of the planet with connecting elements of the device.
Технический результат достигается тем, что в устройстве для выбора объектов наблюдения с орбитального космического аппарата, включающем глобус с нанесенной на него картой поверхности планеты, спиральный элемент, моделирующий орбиту космического аппарата, и средство крепления спирального элемента на оси вращения глобуса, спиральный элемент выполнен моделирующим полтора витка орбиты движущегося по околокруговой орбите с положительным наклонением космического аппарата, при этом за начало упомянутого полтора витка орбиты принимается точка орбиты, находящаяся за четверть периода обращения космического аппарата до восходящего узла орбиты, а за окончание упомянутого полтора витка орбиты принимается точка орбиты, отстоящая на четверть периода обращения космического аппарата после следующего восходящего узла орбиты, а средство крепления спирального элемента на оси вращения глобуса выполнено в виде двух соединительных элементов, угловой размер каждого из которых, измеренный из центра глобуса, равен 90°-i, где i - наклонение орбиты, при этом одни концы соединительных элементов жестко соединены, соответственно, с разными концами спирального элемента, а другие концы соединительных элементов подвижно закреплены на разных, ближайших к соответствующим концам спирального элемента участках оси вращения глобуса, выходящих из полюсов глобуса.The technical result is achieved by the fact that in the device for selecting objects of observation from the orbiting spacecraft, including a globe with a map of the planet’s surface plotted on it, a spiral element simulating the orbit of the spacecraft and means for attaching the spiral element to the axis of rotation of the globe, the spiral element is made modeling one and a half the orbit of the orbit moving in a circumcircular orbit with a positive inclination of the spacecraft, while the beginning of the aforementioned one and a half orbits of the orbit is taken the orbit point located a quarter of the period of revolution of the spacecraft to the ascending node of the orbit, and the end of the one and a half turns of the orbit is taken as the point of the orbit, which is a quarter of the period of revolution of the spacecraft after the next ascending node of the orbit, and the means for attaching the spiral element to the axis of rotation of the globe are made in the form of two connecting elements, the angular size of each of which, measured from the center of the globe, is 90 ° -i, where i is the inclination of the orbit, while one ends of the connecting elements comrade rigidly connected respectively to different ends of the helical member, and the other ends of the connecting elements are movably mounted on different closest to the respective ends of the spiral element portions rotation axis globe onto the globe of the poles.
Суть предлагаемого устройства поясняется на фиг.1 и 2. На фиг.1 приведен внешний вид предлагаемого устройства, на фиг.2 приведена схема, поясняющая вычисление размеров соединительных элементов.The essence of the proposed device is illustrated in figures 1 and 2. Figure 1 shows the appearance of the proposed device, figure 2 shows a diagram explaining the calculation of the sizes of the connecting elements.
На фиг.1 и 2 введены обозначения:Figure 1 and 2 introduced the notation:
1 - глобус с нанесенной на него картой поверхности планеты;1 - globe with a map of the planet’s surface;
2 - спиральный элемент;2 - spiral element;
3, 4 - первый и второй соединительные элементы, соответственно;3, 4 - the first and second connecting elements, respectively;
5 - линия трассы;5 - track line;
6 - линия экватора;6 - line of the equator;
7 - элемент подставки глобуса, являющийся продолжением оси вращения глобуса;7 - globe stand element, which is a continuation of the axis of rotation of the globe;
8 - основание подставки глобуса;8 - the base of the globe stand;
9 - плоскость орбиты КА;9 - the plane of the orbit of the spacecraft;
А, В - полюса глобуса;A, B are the poles of the globe;
АВ - ось вращения глобуса;AB is the axis of rotation of the globe;
D - нисходящий узел орбиты;D is the descending node of the orbit;
Е, F - восходящие узлы орбиты;E, F - ascending nodes of the orbit;
М, N - концы спирального элемента;M, N - the ends of the spiral element;
G, Н - проекции восходящих узлов орбиты Е, F на экватор глобуса;G, H - projections of the ascending nodes of the orbit E, F on the equator of the globe;
Q, S - проекции концов спирального элемента М, N на поверхность глобуса;Q, S are the projections of the ends of the spiral element M, N on the surface of the globe;
O - центр глобуса;O is the center of the globe;
i - наклонение орбиты;i is the inclination of the orbit;
g - угловой размер соединительного элемента.g is the angular size of the connecting element.
Концы спирального элемента М, N соединены с одними концами соединительных элементов 3, 4. Другие концы соединительных элементов 3, 4 соединены с полюсами глобуса А, В. На схеме, представленной на фиг.2, иллюстрируется, что величина углового размера соединительного элемента g определяется как дополнение угла наклонения орбиты i до 90° и равна:The ends of the spiral element M, N are connected to one end of the
Форма спирального элемента 2, моделирующего полтора витка орбиты КА, может быть рассчитана, например, по следующим соотношениям.The shape of the spiral element 2, simulating one and a half turns of the orbit of the spacecraft, can be calculated, for example, according to the following relationships.
Виток орбиты КА, движущегося по околокруговой орбите вокруг планеты, задается в правой декартовой системе координат OXYZ с центром в центре планеты и осью OZ, направленной по оси вращения планеты, координатами, рассчитанными по формулам (см. [4], стр.18):The orbit of a spacecraft moving in a circumcircular orbit around the planet is defined in the right Cartesian coordinate system OXYZ with the center in the center of the planet and the OZ axis directed along the axis of rotation of the planet with coordinates calculated by the formulas (see [4], p. 18):
гдеWhere
R - расстояние от точек спирального элемента до центра глобуса;R is the distance from the points of the spiral element to the center of the globe;
λ - долгота восходящего узла орбиты,λ is the longitude of the ascending node of the orbit,
u - аргумент широты КА, принимающий значения в интервале от -π/2 до 2π+π/2;u is the spacecraft latitude argument, taking values in the range from -π / 2 to 2π + π / 2;
λ0 - долгота восходящего узла рассматриваемого витка орбиты КА (соответствует значению аргумента широты положения КА u=0);λ 0 is the longitude of the ascending node of the considered orbit of the spacecraft (corresponds to the value of the argument of the latitude of the spacecraft u = 0);
Δλ - угловое межвитковое расстояние по экватору ([5], стр.149):Δλ is the angular interturn distance along the equator ([5], p. 149):
ΔΩ - витковая прецессия орбиты КА в инерциальной системе координат;ΔΩ is the orbital precession of the SC orbit in the inertial coordinate system;
Т - период обращения КА;T is the spacecraft circulation period;
ω - угловая скорость вращения планеты в инерциальном пространстве.ω is the angular velocity of rotation of the planet in inertial space.
Работа с устройством осуществляется следующим образом.Work with the device as follows.
Поворачивают спиральный элемент 2 относительно глобуса 1 таким образом, что точка Е (точка восходящего узла рассматриваемого витка орбиты КА) располагается над точкой экватора G со значением долготы, равным λ0 - значению долготы восходящего узла рассматриваемого витка орбиты КА. В таком положении проекция спирального элемента 2 на поверхность глобуса 1 моделирует линию трассы 5 на интервале времени продолжительностью полтора периода обращения КА, начиная с точки S (проекция точки N, расположенной за четверть периода обращения КА до точки восходящего узла орбиты Е) и заканчивая точкой Q (проекция точки М, отстоящей на четверть периода обращения КА после следующей точки восходящего узла орбиты F). Данный интервал времени полета продолжительностью полтора периода обращения КА задается значениями аргумента широты и, измеряемого от точки восходящего узла рассматриваемого витка орбиты Е, в диапазоне от -π/2 до 2π+π/2.The spiral element 2 is rotated relative to
Тогда начальная ветвь спирального элемента 2, задаваемая значениями u в диапазоне от -π/2 до π/2, показывает трассу восходящий ветви орбиты в начале рассматриваемого витка (точка G является центральной точкой трассы восходящий ветви орбиты в начале рассматриваемого витка), а конечная ветвь спирального элемента 2, задаваемая значениями u в интервале от 2π-π/2 до 2π+π/2, показывает трассу восходящий ветви орбиты в конце рассматриваемого витка (точка Н является центральной точкой трассы восходящий ветви орбиты в конце рассматриваемого витка).Then, the initial branch of the spiral element 2, given by values of u in the range from -π / 2 to π / 2, shows the path of the ascending branch of the orbit at the beginning of the considered turn (point G is the central point of the path of the ascending branch of the orbit at the beginning of the considered turn), and the final branch spiral element 2, given by values of u in the range from 2π-π / 2 to 2π + π / 2, shows the trace of the ascending branch of the orbit at the end of the loop (point H is the center point of the trace of the ascending branch of the orbit at the end of the loop).
В качестве возможных объектов наблюдения на восходящих ветвях рассматриваемого витка орбиты КА пользователь выбирает объекты, расположенные вдоль одновременно смоделированных полных трасс обеих восходящих ветвей орбиты - и в начале, и в конце рассматриваемого витка.The user selects objects located along simultaneously simulated full paths of both ascending branches of the orbit, both at the beginning and at the end of the considered coil, as possible objects of observation on the ascending branches of the considered orbit of the spacecraft.
При этом соединительные элементы 3 и 4, крепящие спиральный элемент 2 к глобусу 1, не затеняют считываемой пользователем информации с поверхности глобуса 1, расположенной вдоль смоделированной трассы орбиты КА 5.In this case, the connecting
Опишем технический эффект предлагаемого изобретения.We describe the technical effect of the invention.
Предлагаемое устройство делает более удобным определение и выбор объектов наблюдений, выполняемых с КА на восходящих ветвях орбиты КА, путем обеспечения отображения на карте планеты одновременно полных трасс обеих восходящих ветвей орбиты в начале и в конце рассматриваемого витка. При этом одновременно исключается затенение карты планеты соединительными элементами устройства. Технический результат достигается за счет выполнения спирального элемента моделирующим полтора витка орбиты КА, расположенным предложенным образом относительно точек восходящих узлов орбиты, и выполнения средства крепления спирального элемента на оси вращения глобуса в виде предложенных двух соединительных элементов, имеющих предложенный размер и установленных на глобусе, и соединенных со спиральным элементом предложенным способом.The proposed device makes it more convenient to determine and select the objects of observations performed from the spacecraft on the ascending branches of the orbit of the spacecraft, by ensuring that the map of the planet displays simultaneously complete paths of both ascending branches of the orbit at the beginning and at the end of the considered revolution. At the same time, shading of the planet map by connecting elements of the device is simultaneously excluded. The technical result is achieved by performing a spiral element simulating one and a half turns of the SC orbit, located in the proposed manner relative to the points of the ascending nodes of the orbit, and by performing the fastening of the spiral element on the axis of rotation of the globe in the form of the proposed two connecting elements having the proposed size and installed on the globe, and connected with a spiral element of the proposed method.
ЛИТЕРАТУРАLITERATURE
1. Красавцев Б.И. Мореходная астрономия. М.: Транспорт, 1986.1. Krasavtsev B.I. Nautical astronomy. M .: Transport, 1986.
2. Заявка на изобретение №93045113/12 от 1993.09.14.2. Application for invention No. 93045113/12 of 1993.09.14.
3. Патент РФ №2327112 от 26.01.06, МПК: G01C 21/24 - прототип.3. RF patent №2327112 from 01/26/06, IPC: G01C 21/24 - prototype.
4. Бебенин Г.Г., Скребушевский Б.С., Соколов Г.А. Системы управления полетом космических аппаратов. // М.: Машиностроение, 1978.4. Bebenin G.G., Skrebushevsky B.S., Sokolov G.A. Spacecraft flight control systems. // M .: Engineering, 1978.
5. Инженерный справочник по космической технике. Изд-во МО СССР. М., 1969.5. Engineering reference for space technology. Publishing House of the Ministry of Defense of the USSR. M., 1969.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011116855/28A RU2471150C1 (en) | 2011-04-27 | 2011-04-27 | Device to select objects of surveillance from orbital spacecraft |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011116855/28A RU2471150C1 (en) | 2011-04-27 | 2011-04-27 | Device to select objects of surveillance from orbital spacecraft |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2011116855A RU2011116855A (en) | 2012-11-10 |
RU2471150C1 true RU2471150C1 (en) | 2012-12-27 |
Family
ID=47321839
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011116855/28A RU2471150C1 (en) | 2011-04-27 | 2011-04-27 | Device to select objects of surveillance from orbital spacecraft |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2471150C1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2324898C2 (en) * | 2006-01-26 | 2008-05-20 | Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" | Plot board for ground surveillance object selection from orbital space vehicle |
RU2327112C2 (en) * | 2006-01-26 | 2008-06-20 | Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" | Device for selection of observation object from space vehicle |
RU2339000C2 (en) * | 2006-05-26 | 2008-11-20 | Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" | Choice device of astronomical objects under observation from orbital spacecraft |
RU2346241C2 (en) * | 2006-08-31 | 2009-02-10 | Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" | Device for choosing objects to be observed from orbiting spacecraft |
-
2011
- 2011-04-27 RU RU2011116855/28A patent/RU2471150C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2324898C2 (en) * | 2006-01-26 | 2008-05-20 | Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" | Plot board for ground surveillance object selection from orbital space vehicle |
RU2327112C2 (en) * | 2006-01-26 | 2008-06-20 | Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" | Device for selection of observation object from space vehicle |
RU2339000C2 (en) * | 2006-05-26 | 2008-11-20 | Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" | Choice device of astronomical objects under observation from orbital spacecraft |
RU2346241C2 (en) * | 2006-08-31 | 2009-02-10 | Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" | Device for choosing objects to be observed from orbiting spacecraft |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
БЕБЕНИН Г.Г., СКРЕБУШЕВСКИЙ Б.С., СОКОЛОВ Г.А. Системы управления полетом космических аппаратов. - М.: Машиностроение, 1978, 272 с. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2011116855A (en) | 2012-11-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9074892B2 (en) | System and method of determining a position of a remote object | |
CN100533065C (en) | Interstellar cruising self-navigation method based on multi-star road sign | |
CN102288201B (en) | Precision measurement method for star sensor | |
CN102288200B (en) | Accuracy measurement system for star sensor | |
CN105203103A (en) | Real-time measure method for relation between ground spacecraft and geographic orientation | |
US11073397B2 (en) | Magnetic-inertial global positioning system | |
Luo et al. | Constellation design for earth observation based on the characteristics of the satellite ground track | |
RU2692350C1 (en) | Method for high-accuracy positioning of apparatus on moon surface and device for its implementation | |
RU2471150C1 (en) | Device to select objects of surveillance from orbital spacecraft | |
RU2327112C2 (en) | Device for selection of observation object from space vehicle | |
RU2346241C2 (en) | Device for choosing objects to be observed from orbiting spacecraft | |
RU2339000C2 (en) | Choice device of astronomical objects under observation from orbital spacecraft | |
RU2420714C2 (en) | Device for choosing astronomical objects under observations from orbital space vehicle | |
Jehn et al. | Estimating Mercury's 88-day libration amplitude from orbit | |
Bartel et al. | VLBI for Gravity Probe B: the guide star, IM Pegasi | |
JP2003065792A (en) | Determining method for terrestrial magnetism type running direction, moving method for terrestrial magnetism type mobile unit, and running direction determining device of terrestrial magnetism type | |
RU2324898C2 (en) | Plot board for ground surveillance object selection from orbital space vehicle | |
Piretzidis et al. | SAT-LAB: A MATLAB Graphical User Interface for simulating and visualizing Keplerian satellite orbits | |
Capuano et al. | GNSS based attitude determination systems for nanosatellites | |
RU2495378C2 (en) | Device to select astronomic objects of surveillance from orbital spacecraft | |
RU2488077C1 (en) | Device for selecting astronomical objects for observation from orbital spacecraft | |
Alkhaldi | Integration of a star tracker and inertial sensors using an attitude update | |
Wright | Proving Heliocentrism and Measuring the Astronomical Unit in a Laboratory Astronomy Class Via the Aberration of Starlight | |
Unwin et al. | Space Interferometry Mission | |
PL227531B1 (en) | Method for determining the position of spots within the Earth space by means of laser light and the device for the application of this method |