Berechnen der Radial-, In-Track- und Cross-Track-Abstände

Ich berechne die relativen Entfernungen zwischen Satelliten. Das folgende Bild zeigt die Entfernungen, die als riskant gelten.

  1. Was bedeuten Radial, In-Track und Cross-Track und warum werden sie verwendet?
  2. Wie werden sie berechnet?
  3. Welches ist das wichtigste für die Entscheidungsfindung?

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Siehe diese Antwort , insbesondere den "Nachtrag" in einer der Antworten.

Antworten (1)

Es sieht so aus, als würden Sie mit dem JSpOC Spaceflight Safety Handbook for Operators ( https://www.space-track.org/documents/JSpOC_Spaceflight_Safety_Handbook_For_Operators.pdf ) arbeiten. In diesem Fall definieren sie den RIC-Frame als identisch mit dem, was oft als UVW-Frame bezeichnet wird ( https://www.space-track.org/documents/JSpOC_Pc_4Aug16.pdf pg 3).

Dieser Rahmen ist so definiert, dass:

Radial (R oder U) liegt in Richtung des Positionsvektors

Crosstrack (C oder W) liegt in Richtung des Drehimpulsvektors (P cross V)

In-Track (I oder V) ist W cross U

Der In-Track-Vektor fällt mit dem Geschwindigkeitsvektor für eine perfekt kreisförmige Umlaufbahn zusammen.

Um dies für ein Konjunktionsszenario zu berechnen, berechnen Sie den relativen Positionsvektor in ECI-Koordinaten zwischen Ihren primären und sekundären Objekten. Dann multiplizieren Sie es mit der ECI-> UVW-Transformationsmatrix [T] für die Primärfarbe.

      {u} = |{P}|    
[T] = {w} = |{P}x{V}|
      {v} = |{w}x{u}|

Wobei {P}, {V} die ECI-Positions- und -Geschwindigkeitsvektoren des primären Objekts sind. || zeigt das Nehmen des Einheitsvektors an.

{u}, {v}, {w} sind dann die Zeilen der Transformationsmatrix [T]

Um also den relativen Positionsvektor im RIC-Frame zu erhalten ... Beginnen Sie mit der Berechnung der relativen Position im ECI-Frame

{Prel} = {P} - {Psekundär}

wobei {P} die ECI-Position des primären Objekts und {Psecondary} die ECI-Position des sekundären Objekts ist.

Berechnen Sie die Transformationsmatrix [T] wie oben beschrieben unter Verwendung der ECI-Position und -Geschwindigkeit des primären Objekts ({P}, {V})

Dann ist die relative Position im RIC-Frame, {Pric}:

{Preis} = [T]{Prel}

Warum werden sie zur Bewertung verwendet? Warum nicht einfach die Entfernung berechnen?
Die Rohentfernung ist eine schlechte Metrik für das Kollisionsrisiko, da nicht alle Entfernungen gleich sind. Dies liegt an der Positionskovarianz (auch bekannt als Positionsunsicherheit) der Objekte. Für die meisten Objekte, insbesondere zu einem signifikanten Zeitpunkt nach der Elset-Epoche, ist die In-Track-Positionsunsicherheit viel größer als die Radial- und Cross-Track-Unsicherheit. Bei der Bewertung des Kollisionsrisikos reduziert also ein vorhergesagter radialer Versatz das Risiko viel stärker als derselbe Versatz in der Spurrichtung.
Sie wären gut beraten, das zweite Dokument zu studieren, das ich oben verlinkt habe - es ist ein anständiger Überblick darüber, wie das Kollisionsrisiko bewertet wird.
Warum ist Radial auf 0,5 eingestellt, aber In-Track auf 28 km für 750 km Höhe? Und die Unsicherheit steigt mit der Zeit, also sollten diese Werte für eine 1-wöchige Ausbreitung nicht konstant sein ...
Wie oben ist die radiale Unsicherheit viel kleiner. Diese Werte sind Näherungswerte, die durch Analyse ermittelt wurden. Sie können für ein einfaches „Keep-out“-Screening (was die JSpOC als Ellipsoid-Screening bezeichnet) oder als Vor-Screening für ein auf der Kollisionswahrscheinlichkeit (Pc) basierendes Screening verwendet werden. Wenn die beteiligten Objekte gut verfolgt und charakterisiert sind, sollten Sie sich für das entscheiden PC-Screening gegenüber dem generischen Ellipsoid-Screening aus genau dem Grund, den Sie angeben.
Ich bearbeite die obige Antwort, um Ihre letzte Frage klarer zu machen ...
Danke für die Bearbeitung. Die Komponenten des Vektors im RIC-Frame sind also Radial, In-Track und Cross-Track.
Ja ... und 12 weitere Zeichen, damit ich einreichen kann
Vielen Dank für Ihre Antwort. Eine Frage: Es wird gesagt, dass die Elemente der Kovarianzmatrix im RIC-Rahmen sind. Die Kovarianzmatrix wird jedoch auf der Grundlage des Vergleichs von vorhergesagten und tatsächlichen Daten berechnet. Wie ist es möglich, es in RIC umzuwandeln?
Die Kovarianzmatrix stammt aus dem Umlaufbahnbestimmungsprozess. Es wird typischerweise in einem körperzentrierten Koordinatenrahmen (RIC, UVW, TNW usw.) dargestellt. Bei der Berechnung von Pc müssen Sie jedoch die Kovarianzmatrizen der beiden Objekte addieren, sodass sie in einen gemeinsamen Koordinatenrahmen transformiert werden müssen. Könnte ECI sein, könnte der körperzentrierte Koordinatenrahmen des Primärs sein usw.
Um die Kovarianzmatrix in einen anderen Koordinatenrahmen zu drehen, nehmen Sie dieselbe Transformationsmatrix, die Sie zum Drehen des Vektors verwenden würden, und multiplizieren Sie die Kovarianzmatrix vor und nachher mit der Transformationsmatrix und ihrer Transponierten. Wenn beispielsweise [T] die ECI->RIC-Transformationsmatrix ist, dann ist [Cric] = [T]*[Ceci]*transpose([T])
Berechnen der Radial-, In-Track- und Cross-Track-Abstände
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v