مدل‌سازی و شبیه‌سازی مسیر یک حامل بالستیک در دستگاه‌های مختصات زمین چرخان و ناوبری

نوع مقاله: علمی- ترویجی

نویسنده

پژوهشگاه هوافضا

چکیده

هدف از ارائة این مقاله، بیان روند مناسب برای مدل‌سازی و شبیه‌سازی مسیر حرکت یک حامل بالستیک به‌صورت ساختارمند و معرفی ابزارهای ریاضی لازم برای این کار است. وسیلة مورد‌نظر یک حامل سه مرحله‌ای است که در هر مرحله دارای شرایط جرمی، آیرودینامیکی، پیشرانشی و کنترلی مجزا است. برای مدل‌سازی دستگاه‌های مورد نیاز از جمله دستگاه اینرسی، دستگاه زمین، دستگاه ناوبری و دستگاه بدنی مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین، معادلات پروازی این وسیله نسبت به چارچوب زمین و چارچوب ناوبری برای مدل‌سازی مد‌نظر قرار گرفته و ماتریس‌های تبدیل میان دستگاه‌های مختلف ارائه شده‌ است. در مدل مورد‌نظر زمین به‌صورت یک بیضی‌گون به‌همراه مدل مشخصی از میدان جاذبه زمین و مطابق با مدل WGS-84 مورد استفاده قرار گرفته است. برای جلوگیری از تکینگی در معادلات حرکت دورانی از کواترنیون‌ها به جای زوایای اویلر به عنوان متغیرهای حالت استفاده و تبدیلات میان آنها نیز معرفی شده‌ است. در نهایت پس از شبیه‌سازی نتایج به‌صورت گرافیکی ارائه و بررسی شده است.

کلیدواژه‌ها


[1] Zipfel, P. H., Modeling and Simulation of Aerospace Vehicle Dynamics, Edition Series, American Institute of Aeronautics and Astronautics, Inc., 2000.

[2] Titterton, D. H. and Weston, J. L.  Strapdown Inertial Navigation Technology, Second Edition, Volume 207, Progress in Astronautics and Aeronautics, 2004.

[3] Anderson, J. D., Aircraft Performance and Design, Library of Cogress-in-Publication, International Edition, 1999.

[3] Saberi-Tavakoli, M. and Saghafi, F.,  “Collision-Free Control for Multiple Satellites via Formation Feedback of Virtual Structure” Journal of Space Science & Technology, Vol. 5, No. 4, 2013, pp.47-60.

 [5] Jekeli, C., Inertial Navigation systems with Geodetic Applications, Walter de Gruyter Berlin New York, 2001.