Kinematic models of «Ground antenna — space vehicle» mechanical system

Authors

  • Татьяна Викторовна Лабуткина Dnipropetrovsk national university Oles Honchar, Ukraine
  • Александр Николаевич Петренко Dnipropetrovsk national university Oles Honchar, Ukraine

DOI:

https://doi.org/10.15587/2312-8372.2013.18394

Keywords:

satellite system, space vehicle, kinematics of ground antenna, satellite connection

Abstract

The method of analysis of possible motion variants of space vehicles of the satellite system within the view of its ground stations is suggested. It is meant to be used at the stage of satellite systems design. The method is based on two simplified kinematic models of mechanical system «ground antenna — space vehicle» (the models, describing the kinematics of the line connecting the location point of an integrated station of the satellite system with the center of space vehicle masses as it moves above the local horizon of the ground station). In the models, the kinematic parameters of mechanical system (angles, directing the ground antenna to the space vehicle and the distance between the ground station and the space vehicle) are expressed not as a temporal function, but as a function of an introduced universal parameter. The first model does not take into account the Earth’s rotation that allows using merely analytical correlations. The second (specified) model takes account of the Earth’s rotation, and the rotation time is expressed as the function of the introduced universal parameter. The use of the proposed method allows prompt analysis of parameters of connection between ground antennas and space vehicles, estimating not only maximum and minimal values, but getting average values as well by conducting qualitative analysis on the set of possible visibility intervals of space vehicles of the satellite system.

Author Biographies

Татьяна Викторовна Лабуткина, Dnipropetrovsk national university Oles Honchar

Ph.D., Associate Professor

Department of Computer Aided Management

Александр Николаевич Петренко, Dnipropetrovsk national university Oles Honchar

Doctor of Technical Sciences, Professor

Department of electronic automation

References

  1. Чернявский, Г. М. Орбиты спутниковой связи [Текст] / Г. М. Чернявский, В. А. Бартенев. – М.: Связь, 1978. – 180 с.
  2. Curtis, H. D. Orbital Mechanics for Engineering Students [Text] / H. D. Curtis. – Elsevier Aerospace Engineering Series, Elsever, 6th Edition, 2011. – 280 c.
  3. Основы теории полета и проектирования космических аппаратов. [Текст] / под ред. Г. С. Нариманова. – М.: Машиностроение, 1972.
  4. Основы теории полета и элементы проектирования искусственных спутников Земли [Текст] / под ред. М. К. Тихонравова. – М.: Машиностроение, 1967.
  5. Охоцимский, Д. Е. Основы механики космического полета [Текст] / Д. Е. Охоцимский, Ю. Г. Сихарулидзе. – М.: Наука, 1990. – 448 с.
  6. Дубошин, Г. Н. Небесная механика. Основные задачи и методы [Текст] / Г. Н. Дубошин. – М: Физматгиз, 1963. – 348 с.
  7. Демидюк, Н. В. Методика оценки влияния ошибок географических координат на точность прогноза направлений из наземной станции на спутники системы связи. [Текст] / Н. В. Демидюк // Вісник Дніпропетр. ун.-ту. Ракетно-космічна техника, 2004. – № 12. – С. 17-26.
  8. Отегали, С. М. Обобщенный космический аппарат и обобщенная наземная станция в методах анализа интервалов видимости космических аппаратов [Текст] / С. М. Отегали // Системне проектування та аналіз характеристик аерокосмічної техніки. – Т. IV – 2012. – C. 48-57.
  9. Белянский, П. В. Управление наземными антеннами и радиотелескопами [Текст] / П. В. Белянский, Б. Г. Сергеев. – М.: Сов. радио, 1980. –280 c.
  10. Ларин, В. А. Влияние погрешности расположения плоскости орбиты на систему программного сопровождения спутника наземной антенной. [Текст] / В. А. Ларин, В. В. Авдеев // Придніпровський науковий вісник. Машинобудування. – 1997. – № 45 (56), частина I. – C. 40-44.
  11. Лабуткина, Т. В. Модель движения спутника на интервале видимости для оценки точности программного наведения наземной антенны [Текст] / Т. В. Лабуткина, В. А. Ларин // Техническая механика. – № 1, 2003. – С. 44-52.
  12. Лабуткина, Т. В. Концепция исследования движения космических аппаратов спутниковых систем связи, видимых из наземных станций [Текст] / Т. В. Лабуткина, В. А. Ларин // Вісник Дніпропетр. ун.-ту. Ракетно-космічна техніка. – № 12. – 2004. – С. 44–56.
  13. Лабуткина, Т. В. Математическая модель для анализа кинематики сопровождения орбитальных объектов наземными антеннами [Текст] / Т. В. Лабуткина // Вісник Дніпропетр. ун.-ту. Ракетно-космічна техніка. – Т. 17 – 2011. – С. 40–50.
  14. Chernyavskiy, G. M., Bartenev, V. A. (1978). Orbity sputnikovoy svyazi. M.: Svyaz', 180.
  15. Curtis, H. D. (2011). Orbital Mechanics for Engineering Students. Elsevier Aerospace Engineering Series, Elsever, 6th Edition, 280.
  16. In: Narimanova, G. S. (1972). Osnovy teorii poleta i proektirovaniya kosmicheskikh apparatov. M.: Mashinostroenie.
  17. In: Tikhonravova, M. K. (1967). Osnovy teorii poleta i elementy proektirovaniya iskusstvennykh sputnikov Zemli. M.: Mashinostroenie.
  18. Okhotsimskiy, D. E., Sikharulidze, Yu. G. (1990). Osnovy mekhaniki kosmicheskogo poleta. M.: Nauka, 448.
  19. Duboshin, G. N. (1963). Nebesnaya mekhanika. Osnovnye zadachi i metody. M: Fizmatgiz, 348.
  20. Demidyuk, N. V. (2004). Metodika otsenki vliyaniya oshibok geograficheskikh koordinat na tochnost' prognoza napravleniy iz nazemnoy stantsii na sputniki sistemy svyazi. Vіsnik Dnіpropetr. un.-tu. Raketno-kosmіchna tekhnika, 12, 17-26.
  21. Otegali, S. M. (2012). Obobshchennyy kosmicheskiy apparat i obobshchennaya nazemnaya stantsiya v metodakh analiza intervalov vidimosti kosmicheskikh apparatov. Sistemne proektuvannya ta analіz kharakteristik aerokosmіchnoi tekhnіki, Т. IV, 48-57.
  22. Belyanskiy, P. V., Sergeev, B. G. (1980). Upravlenie nazemnymi antennami i radioteleskopami. M: Sov. radio, 280.
  23. Larin, V. A., Avdeev, V. V. (1997). Vliyanie pogreshnosti raspolozheniya ploskosti orbity na sistemu programmnogo soprovozhdeniya sputnika nazemnoy antennoy. Pridnіprovs'kiy naukoviy vіsnik. Mashinobuduvannya, 45(56), I, 40-44.
  24. Labutkina, T. V., Larin, V. A. (2003). Model' dvizheniya sputnika na intervale vidimosti dlya otsenki tochnosti programmnogo navedeniya nazemnoy antenny. Tekhnicheskaya mekhanika, 1, 44-52.
  25. Labutkina, T. V., Larin, V. A. (2004). Kontseptsiya issledovaniya dvizheniya kosmicheskikh apparatov sputnikovykh sistem svyazi, vidimykh iz nazemnykh stantsiy. Vіsnik Dnіpropetr. un.-tu. Raketno-kosmіchna tekhnіka, 12, 44–56.
  26. Labutkina, T. V. (2011). Matematicheskaya model' dlya analiza kinematiki soprovozhdeniya orbital'nykh obiektov nazemnymi antennami. Vіsnik Dnіpropetr. un.-tu. Raketno-kosmіchna tekhnіka, 17, 40–50.

Downloads

Published

2013-10-30

How to Cite

Лабуткина, Т. В., & Петренко, А. Н. (2013). Kinematic models of «Ground antenna — space vehicle» mechanical system. Technology Audit and Production Reserves, 5(1(13), 45–51. https://doi.org/10.15587/2312-8372.2013.18394

Issue

Vol. 5 No. 1(13) (2013): Texnology audit

Section

Technology audit

License

Copyright (c) 2016 Татьяна Викторовна Лабуткина, Александр Николаевич Петренко

Creative Commons License

This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

The consolidation and conditions for the transfer of copyright (identification of authorship) is carried out in the License Agreement. In particular, the authors reserve the right to the authorship of their manuscript and transfer the first publication of this work to the journal under the terms of the Creative Commons CC BY license. At the same time, they have the right to conclude on their own additional agreements concerning the non-exclusive distribution of the work in the form in which it was published by this journal, but provided that the link to the first publication of the article in this journal is preserved.