Алгоритм построения ЗХА (зон
покрытия)
Бакытжанкызы А., Кремизень Р.
Кызылординский государственный университет им. КОРКЫТ АТА
Кызылорда,Казахстан
Координатная сетка по широте и долготе.
Отрисовка
координатной сетки в широтах и долготах происходит на основании
переориентирования подгружаемой в программу картинке из пиксельных размеров в
градусные. При этом значения пикселей, отвечающих за горизонтальную
составляющую карты, переводятся в значения долготы. Левому краю картинки
присваивается значение в 180° западной долготы, правому краю картинки – в 180°
восточной долготы. Заключенный между этими значениями пиксельный диапазон
разбивается на диапазон градусный.
Аналогичная
процедура перевода пикселей в градусы выполняется и для вертикальной
составляющей карты, с той лишь разницей, что верх картинки имеет координату в
90° северной широты, а низ – в 90° южной широты.
Далее
задаем в специально предназначенном пункте меню (см. Практическая часть) градацию
значений интервала между линиями сетки. Можно выбрать значения в 1°, 2°, 3°,
4°, 5°, 6°, 9°, 10°, 15°, 18°, 30°, 45° и 90°. Выбор именно таких интервалов
позволяет строить симметричную относительно экватора и гринвичского меридиана
сетку, так как названные числа являются делителями 90° и 180°.
Кроме
того, предусматривается специальная возможность выбора цвета линий сетки из
предоставляемой палитры.
Построение
трассы движения спутника на орбите.
Процедура
построения трассы начинается с задания констант, которые потребуются для
построения трассы. Это радиус Земли (6378.137 км), гравитационная постоянная
(398620 км3/с2 ) и эпсилон (2.634·1010 км5/с2).
После
этого задаем в окнах ввода необходимые для расчета трассы параметры:
·
высота
орбиты, Н [км],
·
угол
наклона орбиты, i [°],
·
начальный
аргумент широты, u0 [°],
·
долготу
восходящего узла, λ0 [°].
Первым
делом рассчитываем период обращения спутника. Для этого используется формула:
|
|
Следующим
шагом определяется величина межвиткового сдвига по формуле:
,
где T =
86400 секунд, а Тзв = 86140 секунд.
Далее
происходит перевод даты и времени в секунды и расчет всего времени, на которое
мы моделируем полет спутника.
После
этого мы работаем непосредственно с движением спутника. В качестве аргумента
широты используем на момент запуска u =
uo, а
в дальнейшем пользуемся формулой:
.
Для каждого последующего аргумента широты в
качестве u0 будет
браться значение u, вычисленное на предыдущем шаге. И так по цепочке значения будут
меняться на протяжении всего времени моделирования. В формулу φ0
вместо u0 на каждом шаге будет подставляться новое значение u.
Процесс
вычисления координаты первой подспутниковой точки происходит по формуле:
.
, где
i – угол
наклона,
u0 –
начальный аргумент широты,
- долгота восходящего
узла,
BЕ – дуга
экватора между узлом орбиты и меридианом подспутниковой точки,
Т – период обращения Земли,
Тзв – звездный период обращения Земли.
Дуга экватора между узлом орбиты и меридианом
подспутниковой точки рассчитывается по формуле:
.
Программа
обеспечивает возможность в любое время остановить процесс построения трассы
спутника до момента окончания времени моделирования, а после, с того же места
продолжить построение. А также при вхождении спутника в зону радиовидимости или
зону наблюдения происходит изменение цвета трассы.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ:
1. Кантор Л.Я. «Спутниковая связь и
вещание».
2. Машбиц Л.М. «Зоны обслуживания
систем спутниковой связи».
3. Машбиц Л.М. «Компьютерная
картография и зоны спутниковой связи».
4. Кантор Л. Я., Минашин В.П., Тимофеев
В.В. «Спутниковое вещание».
5. Чернявский Г.М., Бартенев В.А. «Орбиты
спутников связи».
6. «Основы технического
проектирования систем связи через ИСЗ»
/ Под ред. А.Д. Фортушенко, Г.В, Аскинази, В.Л. Быкова.
7. Регламент радиосвязи.
8. Кантор Л.Я. Тимофеев В.В. «Спутники связи и проблемы ГСО»
15. http://www.novosti-kosmonavtiki.ru