Was ist der Unterschied zwischen Hill-Frame und LVLH-Frame in Satelliten?

Was ist der Unterschied zwischen Hill Frame und Local-Vertical, Local-Horizontal (LVLH)-Frame in Satelliten? Ich füge eine Figur hinzu, um diese beiden Rahmen zu zeigen.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Referenz der Figur:

Weiss, Avishai, Uroš V. Kalabić und Stefano Di Cairano. "Stationshaltung und Impulsmanagement von Low-Thrust-Satelliten mit MPC." Aerospace Science and Technology 76 (2018): 229-241.

Ich denke, Ihre Frage wird hier beantwortet, aber dies ist nicht mein Steuerhaus: space.stackexchange.com/a/32872/6944 Siehe insbesondere den Kommentar von Julio zur Antwort.
@OrganicMarble Das ist mein Steuerhaus. Hier muss sehr vorsichtig vorgegangen werden, da es weder für den „Hill Frame“ noch für den „LVLH Frame“ eine Standarddefinition gibt. Eine der Achsen zeigt entlang oder gegen den Vektor vom Massenmittelpunkt des Zentralkörpers zum Raumfahrzeug, eine andere zeigt entlang oder gegen den Winkelgeschwindigkeitsvektor, und die dritte vervollständigt das Koordinatensystem. Welche von X ^ , j ^ , Und z ^ ist radial, die Winkelgeschwindigkeit und die Fertigstellung variiert; Es gibt viele Möglichkeiten. Ich habe sogar das Fertigstellungs- und Ordnungsergebnis in einem linkshändigen Koordinatensystem gesehen!
An den Autor: Was Sie dargestellt haben, repräsentiert ein Konzept des Hill-Rahmens und ein Konzept des LVLH-Rahmens. Es gibt andere Definitionen; es gibt keine norm.
leicht verwandt mit Antworten, die dies nicht direkt beantworten, aber potenziell hilfreich sein können: Sind ECI und ECEF beide Rahmen und / oder Koordinatensysteme? Ist da ein Unterschied?

Antworten (1)

Die Terminologie ist unklar, daher hängt die richtige Antwort davon ab, welches Buch Sie lesen. Zum Beispiel sagt Curtis, Orbital Mechanics for Engineering Students , dass sie gleich sind, aber Vallado, Fundamentals of Astrodynamics and Applications , verneint das X Und z Achsen seines LVLH. Keines davon entspricht der Definition, die in dem von Ihnen geposteten Bild gezeigt wird, also folgen Sie zumindest zum Zweck des Lesens dieses Papiers seinen Definitionen, nicht denen von jemand anderem! Wenn Sie dann die nächste Zeitung lesen, erwarten Sie etwas andere Entscheidungen.

Für dieses Durcheinander gibt es mehrere Gründe. Zum Beispiel ist im Begriff „LVLH“ „vertikal“ ein Vektor, aber „horizontal“ ist eine Ebene . Daher hat jede Drehung eines LVLH-Systems um seine V-Achse dieselbe lokale Horizontale, obwohl die gewählten Basisvektoren stark voneinander abweichen können. Außerdem, wenn Sie sich im Weltraum befinden, was genau bedeutet „vertikal“? In Bezug auf was?

Unterschiedliche Autoren treffen unterschiedliche Entscheidungen. Das habe ich hier ausführlicher beschrieben . David Hammen gab hier Anweisungen zu verschiedenen Möglichkeiten, wie Sie Ihr eigenes LVLH erstellen können, mit der gleichen Warnung, dass Sie sich an die Eigenheiten dessen anpassen müssen, was Sie lesen. Der verlinkte Kommentar von Organic Marble ist sehr interessant, weil er noch eine weitere Gefahr aufzeigt: Der fragliche Satellit befindet sich in einer Umlaufbahn um die Sonne , aber die beispielhaften LVLH-Rahmen befinden sich um die Erde. Es gibt Zeiten, in denen diese Art von Mischung von Referenzkörpern genau die Beziehung ist, die Sie für Ihre Rahmen wünschen, insbesondere wenn Sie die Lage eines erdumkreisenden Satelliten anpassen müssen, um seine Sonnenkollektoren auf die Sonne auszurichten, aber es fügt hinzu zusätzliche Komplexitätsebene, die böse Überraschungen verbergen kann.

Ich wollte eine Antwort schreiben, aber das deckt ziemlich genau ab, was ich geschrieben hätte. Es gibt keinen Standard, der sagt „ das ist der Hill-Rahmen“ und „ das ist der LVLH-Rahmen“. In gewisser Weise sind Hill-Frame und LVLH-Frame Synonyme, aber möglicherweise mit Negationen und Neuordnung. Man muss sehr vorsichtig sein, wenn man Konzepte aus verschiedenen Quellen kombiniert.