Fortpflanzung des Space-Shuttle-Zustands --- konstante Beschleunigung während des Zyklus?

Das Space Shuttle verwendete einen Zustandsausbreitungsalgorithmus, um den aktuellen Zustandsvektor zu schätzen, wenn noch keine neuen Daten vom Navigationssystem verfügbar waren (die mit einer Rate von nur 0,25 oder 0,5 Hz kommen würden).

Die Zustandsausbreitungsgleichungen integrierten die Trägheitsbeschleunigung einmal, um den Geschwindigkeitsvektor zu aktualisieren, und zweimal, um den Positionsvektor zu aktualisieren.

Aber was ist mit der Beschleunigung? Wurde sie überhaupt im Laufe eines Navigationszyklus aktualisiert, bevor neue Daten verfügbar waren? Oder wurde sie als konstant angenommen?

Ich weiß, dass sie Gleichungen hatten, um die Gravitationsbeschleunigung zu aktualisieren, daher scheint es seltsam, dass sie Änderungen der Trägheitsbeschleunigung vernachlässigen könnten, indem sie sie als Konstante behandeln.

Wenn die Trägheitsbeschleunigung aktualisiert wurde, wie wurde die Schätzung berechnet?

BEARBEITEN

Ich habe ein Papier gefunden , das den Super-G-Zustandsausbreitungsalgorithmus beschreibt, der im Space Shuttle verwendet wird.

Und daraus geht hervor, dass verschiedene Beschleunigungsterme in den kleineren Schleifenzyklen aktualisiert und verbreitet wurden, bevor neue Daten von der IMU verfügbar waren.

Aber während diese Begriffe Gravitation und Luftwiderstand sowie eine Korrektur für die Abflachung der Erde beinhalten, scheinen sie weder Schub zu beinhalten, der während des Starts der wichtigste Begriff zu sein scheint, noch scheinen sie die Massenänderung aufgrund des Treibstoffverbrauchs zu erfassen (was ich kann mir nicht vorstellen, dass seine Auswirkungen weniger bedeutsam sind als die Abflachung der Erde).

Von der allerletzten Seite des verlinkten Dokuments:

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

A_CFi ist der Term der Gravitationszentralkraft, A_J2i ist der Korrekturterm für die Abplattung der Erde und A_Di ist der Widerstandsterm. Nirgendwo ein Schubbegriff zu finden ...

Der Super-G-Algorithmus ist im Anhang A S. A3–A5 ausführlich beschrieben.

Vielleicht betrachtete das obige Papier nur den Fall eines bereits im Orbit befindlichen Space Shuttles mit ausgeschalteten Triebwerken, so dass keine Schubbeschleunigung erzeugt würde? Die Gleichungen wären dann auch ohne den Schubterm genau ...

Warum stellen Sie all diese Fragen zu Kleinigkeiten einer veralteten und veralteten Technologie? Um ehrlich zu sein, diese Fragen werden ein bisschen alt (Wortspiel beabsichtigt).
Sie wissen, was sie sagen: Der Teufel steckt in den Kleinigkeiten. Die Minutien werden schnell repetitiv und alt. Verzeihung.

Antworten (2)

Es steht genau dort in der Zusammenfassung, die Sie verlinkt haben. Lesen Sie es noch einmal genau durch, mit meiner Betonung:

Drei Arten von numerischen Integratoren für die Navigation im Orbit wurden bewertet: (1) Leistungsintegratoren ohne Delta-V-Inkorporation, nur im Leerlauf (unter Verwendung von Expansionsintegratoren der Taylor-Reihe); (2) Coasting- Integratoren unter Verwendung der Cowell-Methode spezieller Störungen; und (3) Freilaufintegrator unter Verwendung der Pines-Variation der Parameterstörungsmethode. Die Ergebnisse zeigen, dass der Super-G-Integrator für 2- und 4-Sekunden-Zeitschritte sehr einfach und effektiv ist. Da IMU-Delta-V-Daten einfach in das Integrationsschema integriert werden können, wurde ihre Verwendung als Standard-Onorbit-Navigationspropagator für die Aufrechterhaltung des aktuellen Zustands in der Bordnavigationssoftware implementiert.

Es ist von Anfang an so konzipiert, dass es den Schub ignoriert, da es nur im Leerlauf im Orbit verwendet werden soll. Schub scheint die Aufgabe von etwas anderem gewesen zu sein.

Unter der Annahme, dass die Zustandsausbreitung nur der Orbitalzustand ist, werden die Beschleunigungen des Fahrzeugs nicht weitergegeben. Die einzigen Beschleunigungen, die von Bedeutung sind, sind die Lagebeschleunigungen, und diese werden von den IMUs gemessen.

Die Beschleunigungen, die den Orbitalzustand des Raumfahrzeugs beeinflussen, sind nur auf externe Kräfte zurückzuführen, dh Himmelsobjekte (typischerweise Erde, Mond und Sonne in LEO), atmosphärischer Widerstand, Sonnenstrahlungsdruck und Triebwerksaktivierungen.

Quelle: Ich schreibe und veröffentliche High-Fidelity Orbit Propagators für Missionsdesign und Orbitbestimmung, zum Spaß und für meinen Job.

Danke, @ChrisR! Ich kann sehen, dass Beschleunigung für stabile Umlaufbahnen kein Problem wäre. Es wäre wahrscheinlich wichtiger für Orbitaltransfers. Ich beschäftige mich an dieser Stelle ausschließlich mit Raketenstarts, also macht mir das noch keinen Spaß - aber ich muss die sehr signifikante Nettobeschleunigung aufgrund von Schub, Luftwiderstand und Schwerkraft berücksichtigen ... obwohl das Super -G-Algorithmus, den sie beim Space Shuttle verwendet haben, scheint die Schwerkraft und den Luftwiderstand abzudecken, aber nicht den Schub, was mich etwas verwirrt hat. Mir fehlt eindeutig etwas, aber ich weiß noch nicht, was das ist ...
Super-G war nur für Orbit IIRC.
Fortpflanzung des Space-Shuttle-Zustands --- konstante Beschleunigung während des Zyklus?
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