РЕФЕРАТ 3
Введение 3
1. Системы координат. Координатные преобразования 4
2. Численная модель движения космических аппаратов 9
2.1 Уравнения движения 9
2.2 Модели возмущающих сил 9
2.3 Анализ возмущающих сил для Метеор-МП 12
3. Трассирование вдоль силовой линии геомагнитного поля 14
3.1 Модель геомагнитного поля IGRF Model 14
3.2 Модели геомагнитного поля Цыганенко 15
3.3 Трассирование вдоль силовой линии магнитного поля. Процедура TRACE 16
3.4 Алгоритм расчета матриц сопряжений изображений по магнитной силовой линии 16
4. Вычисление сопутствующей геофизической и астрономической информации для центра масс КА
Метеор-МП 19
5. Алгоритм вычисления границ аврорального овала 24
6. Расчет прогноза Ситуаций 26
6.1 Вычисление моментов одновременного пересечения окрестности одной и той же магнитной
силовой линии 26
6.2 Расчет ситуаций пролета КА над окрестностью заданных точек на Земле 26
7. Расчет матриц сопряжений изображений авроральных эмиссий по магнитной
силовой линии полученных с наземных станций 28
8. Модель наблюдения авроральными имаджерами эмиссий в одной и той же авроральной структуре
с разных ракурсов с разных орбит и с поверхности Земли 32
8.1 Описание космического эксперимента 32
8.2 Орбиты КА Метеор-МП и Зонд. Модель движения КА 33
8.3 Критерий и формулы расчета теневой стороны орбиты и засветки от Луны 33
8.4 Определение зоны общей видимости с космических аппаратов с учетом ориентации КА
Зонд на Солнце 34
8.5 Численные результаты 37
9. Использование БД в проекте «Вектор-М» 40
Заключение 41
Список литературы 42
Приложение 1. Блок-схема программного обеспечения «Вектор-М» 45
Приложение 2. Сравнительное испытание эскизного варианта диалоговой программы расчетов навигационных и некоторых геофизических параметров «Вектор-М» по одним и тем же начальным условиям орбиты КА «ИК-Болгария-1300» 47
Приложение 3 Интерфейс ПК Вектор-М 49
С развитием и реализацией новых идей и методик по дистанционной диагностике энергетических характеристик земной ионосферы с орбит КА, появлением новых высокочувствительных детекторов изображений, разработкой новых бортовых средств и технологий передачи информации на Землю в последнее время стремительно повышается информативность и точность получаемых с орбит КА научных данных. Вследствие этого повышаются требования к программному обеспечению как для сопровождения при управлении экспериментами и повышения их эффективности, так и для обработки и анализа данных научных измерений в научных и мониторинговых орбитальных экспериментах. Новое ПО должно обеспечивать не только оперативность расчета прогнозов орбит и геофизических условий в заданной геометрии наблюдений необходимых для оперативного управления экспериментами, но и отвечать соответствующей точности самих данных измерений.
Программный комплекс «Вектор-М» разрабатываемый в отделе небесной механики и астрометрии НИИ ПММ ТГУ совместно с ИКИ РАН и ЦАО Росгидромет, должен прийти на смену программам Кадр-1, 2, 3, 4 [1, 2], реализованных в 70-е и 80-е годы. Данное ПК разрабатываемое в рамках проекта Метеор-МП, предназначено для расчета прогнозируемого и фактического положения центра масс КА Метеор-МП на орбите, сопутствующих (вдоль орбиты) географических, геофизических, геомагнитных, астрономических параметров, а также этих параметров для векторов наблюдений из точки центра масс в рамках полей зрения с учетом идеальной или текущей ориентации строительных осей КА, на заданную высоту свечения атмосферных эмиссий, наблюдаемых в эксперименте с прибором «Авровизор-ВИС/МП» на КА Метеор-МП.
Данный вариант программы работает до высот порядка 60 RE и для углов наклона плоскости орбиты более 90 град. Насколько нам известно, в СССР и России не было ни одной подобной программы, которая бы работала для таких углов наклона (в основном до 89 град.). Следует отметить, что данную программу можно развивать и дальше для более высоких высот (Вектор-М2), используя другие модели магнитного поля.
Работа состоит из 9 глав. Каждая глава это отдельная задача и отдельный блок ПО Вектор-М. В приложения вынесены блок-схема ПО, испытания проекта и сравнение результатов с Кадр-3, а также скриншоты интерфейса ПК Вектор-М.
Результаты по проекту были опубликованы в высокорейтинговых журналах и представлены на нескольких конференциях всероссийского и международного уровня (см. список литературы).
Таким образом, на основе численной модели движения ИСЗ (НИИ ПМММ ТГУ), модели геомагнитного поля IGRF NASA и Цыганенко Н. был реализован программный комплекс Вектор-М, позволяющий проводить различные расчеты сопутствующей вдоль орбиты геофизической и астрономической информации для центра масс и пространства наблюдений в эксперименте с прибором Авровизор-ВИС/МП на КА Метеор-МП. Данный вариант программы работает до высот порядка 60 RE и для углов наклона плоскости орбиты более 90 град. Следует отметить, что данную программу можно развивать дальше для более высоких высот (Вектор-М2), используя другие модели магнитного поля.
