簡略化された摂動モデル

簡略化摂動モデルは、地球中心慣性座標系を基準とした衛星およびスペースデブリの軌道状態ベクトルを計算するために使用される5つの数学モデル（SGP、SGP4、SDP4、SGP8、SDP8）のセットです。このモデルセットは、特にNORADとNASAが作成した2行要素セットで頻繁に使用されるため、総称してSGP4と呼ばれることがよくあります。

これらのモデルは、地球の形状、抗力、放射線、そして太陽や月などの他の天体からの重力の影響によって引き起こされる摂動の影響を予測する。 [ 1 ] [ 2 ] 簡略化一般摂動モデル（SGP）は、軌道周期が225分未満の地球近傍天体に適用され、簡略化深宇宙摂動モデル（SDP）は、円軌道を仮定した場合、高度5,877.5 kmに相当する225分を超える軌道周期を持つ天体に適用される。[ 3 ]

SGP4とSDP4モデルは1988年にFORTRAN IVのサンプルコードとともに公開され、それ以来、軌道上のより多くの物体を処理できるように元のモデルが改良されました。SGP8/SDP8では、軌道の減衰を処理するための追加の改良が導入されました。[ 3 ]

SGP4モデルの誤差はエポックあたり約1kmで、1日あたり約1～3kmずつ増加しています。[ 3 ]この誤差のため、NASAとNORADの情報源では頻繁に更新されています。オリジナルのSGPモデルは1959年にKozaiによって開発され、1966年にHiltonとKuhlmanによって改良され、当初は国立宇宙監視管制センター（後に米国宇宙監視ネットワーク）で軌道上の物体の追跡に使用されていました。SDP4モデルの誤差はエポックあたり10kmです。[ 1 ]

深宇宙モデルSDP4およびSDP8は、「簡略化された抗力」方程式のみを使用しています。高抗力衛星の場合、軌道が急速に低くなり、ほぼ円形になるため、「深宇宙」に長く留まることはないため、精度は大きな問題ではありません。SDP4はまた、すべての軌道に月と太陽の重力摂動、そして24時間静止軌道と12時間モルニヤ軌道に特化した地球共鳴項を加えています。[ 2 ]

このモデルの追加改訂版は、 SeaWiFSミッションの追跡をサポートするためにNASAゴダード宇宙飛行センターによって2010年までに開発され、公開されました。また、ジェット推進研究所の航法および補助情報施設では、多数の、主に深宇宙のミッションの航法目的のための惑星データシステムをサポートするために開発されました。[ 1 ] [ 4 ] 現在のコードライブラリ[ 5 ] [ 6 ]は、1990年に単一のコードベースに統合されたSGP4およびSDP4アルゴリズムを使用しており[ 7 ]、通常総称してSGP4と呼ばれる軌道周期の範囲を処理します。[ 7 ]

参考文献

  1. ^ a b c Miura, Nicholas Zwiep (2009). 「単純化された一般摂動モデルの比較と設計」カリフォルニア州立工科大学、サンルイスオビスポ。
  2. ^ a b Hoots, Felix R.; Ronald L. Roehrich (1988年12月31日). 「NORAD要素セットの伝播モデル」(PDF) .米国国防総省スペーストラックレポート(3) . 2023年9月5日閲覧。
  3. ^ a b c Vallado, David A.; Paul Crawford; Richard Hujsak; TS Kelso (2006年8月). 「Spacetrackレポート#3の再考」(PDF) . Astrodynamics Specialist Conference . doi : 10.2514/6.2006-6753 . ISBN 978-1-62410-048-2. 2023年9月5日閲覧。
  4. ^ 「惑星データシステム」 NASA科学ミッション局. 2023年9月5日閲覧。
  5. ^ Kelso, Dr. TS 「CelesTrak: Publications [AIAA 2006-6753]」 . www.celestrak.com . Celestrak . 2019年4月15日閲覧。
  6. ^ Gray, Bill (2019年3月30日). 「sat_code: SGP4/SDP4衛星運動モデルのコード」 . Github . 2019年4月15日閲覧。
  7. ^ a b Vallado, David A; Crawford, Paul; Hujsak, Richard. 「Spacetrack Report #3: Rev 1の再検証」(PDF) . Celestrak . AIAA . 2019年4月15日閲覧。

アルゴリズム実装のソースコード、および場合によっては TLE 解釈:

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