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[科普] 航天爱好者的工具软件——新增YG-30窗口计算

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darklighter 发表于 2017-3-19 21:39 | 显示全部楼层 |阅读模式

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“共面发射窗口预测工具”最新版传送门(含YG-30窗口计算):http://bbs.9ifly.cn/forum.php?mo ... 8382&fromuid=10
“变轨速度增量计算工具”最新版传送门:20楼

发射前将神舟飞船的发射窗口推算到±2秒之内?你也可以!

看结果:
任务软件预测发射窗口实际起飞时间误差(s)
SZ-11
2016/10/17 07:30:33
2016/10/17 07:30:31
2
SZ-10
2013/6/11 17:38:00
2013/6/11 17:38:02
-2
SZ-9
2012/6/16 18:37:23
2012/6/16 18:37:24
-1
SZ-8
2011/11/1 05:58:10
2011/11/1 05:58:10
基准   

tletool.xlsm (174.96 KB, 下载次数: 97)

评分

参与人数 1火箭 +1 收起 理由
站长 + 1 支持一下,工作做得不错!

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 楼主| darklighter 发表于 2017-3-19 22:03 | 显示全部楼层
本版Excel除历史数据外,还带有TZ-1和Cygnus CRS-7(在43、44行)的发射窗口预测。
TZ-1预测传送门:http://bbs.9ifly.cn/forum.php?mo ... 3863&fromuid=10
hdcscience2012 发表于 2017-3-19 22:58 | 显示全部楼层
不错的工具。请问对于您已经整理好的这些,只需要填入目标飞行器的最新的TLE就可以了吧?
跆拳道大灰狼 发表于 2017-3-20 09:05 | 显示全部楼层
感谢分享,真是好东西了!
击沉CVN 发表于 2017-3-20 09:46 | 显示全部楼层
谢谢分享,好工具
Lsquirrel 发表于 2017-3-20 09:54 | 显示全部楼层
谢谢分享,用起来很方便啊!
站长 发表于 2017-3-20 10:03 | 显示全部楼层
谁能利用这个程序提供一个天舟一号的发射窗口?
hdcscience2012 发表于 2017-3-20 10:23 | 显示全部楼层
站长 发表于 2017-3-20 10:03
谁能利用这个程序提供一个天舟一号的发射窗口?

站长,前面@darklighter 发了。TZ-1预测传送门:http://bbs.9ifly.cn/forum.php?mo ... 3863&fromuid=10

Flying_Pencil 发表于 2017-3-20 12:11 | 显示全部楼层
好东西收藏了
有一个在线计算GTO到GEO速度增量的网页,也存这里吧(科学上网)
http://www.satsig.net/orbit-rese ... tion-calculator.htm
输入上次Echostar的轨道22.43 179 35903
出来结果是1711
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i2000s 发表于 2017-3-25 14:58 | 显示全部楼层
建议汇总到爱好版置顶帖?http://bbs.9ifly.cn/thread-14837-1-1.html
 楼主| darklighter 发表于 2017-4-13 23:34 | 显示全部楼层
Flying_Pencil 发表于 2017-3-20 12:11
好东西收藏了
有一个在线计算GTO到GEO速度增量的网页,也存这里吧(科学上网)
http://www.satsig.net/or ...

值得参考。
各种变轨速度增量计算、SGTO参数选择方面存在计算需求。
 楼主| darklighter 发表于 2017-4-14 00:04 | 显示全部楼层
“共面发射窗口预测工具”版本更新:
ver: 20170413
更新了样例数据,主要是TZ-1的预测部分。
修复了一个可能导致预测时间早于起始时间的问题。

tletool 170413.xlsm (173.75 KB, 下载次数: 29)
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hdcscience2012 发表于 2017-4-19 18:11 | 显示全部楼层
darklighter 发表于 2017-4-14 00:04
“共面发射窗口预测工具”版本更新:
ver: 20170413
更新了样例数据,主要是TZ-1的预测部分。

预测非常准确,向您表示祝贺~
 楼主| darklighter 发表于 2017-4-30 22:09 | 显示全部楼层
一个变轨速度增量计算工具: orbittool 170430.xlsx (201.63 KB, 下载次数: 31)
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 楼主| darklighter 发表于 2017-4-30 22:11 | 显示全部楼层
Flying_Pencil 发表于 2017-3-20 12:11
好东西收藏了
有一个在线计算GTO到GEO速度增量的网页,也存这里吧(科学上网)
http://www.satsig.net/or ...

这个网页未提供超同步轨道的速度增了计算功能,上面传的那个工具应该可以解决这一问题。
 楼主| darklighter 发表于 2017-4-30 22:34 | 显示全部楼层
darklighter 发表于 2017-4-30 22:09
一个变轨速度增量计算工具:

表格示例:

示例的解释:

注意:新建计算条目时,只需复制示例中的任意一行计算即可。

第一个例子是从西昌或卡角发射的28.5°GTO。
火箭首先进入200 x 200km的LEO停泊轨道,滑行至赤道上空,点火进入GTO。
从LEO至GTO的速度增量为2455m/s。
变轨拱点另一拱点速度增量
高度变轨前高度变轨后高度轨道面改变
kmkmkmdegkm/sm/s
LEO(28.5°)至GTO(28.5°)
200
200
35786
0
2.454587365
2454.587365


卫星从200 x 35786km x 28.5°的GTO变轨至35786 x 35786km x 0°的GEO,速度增量1836m/s。
标准GTO(28.5°)至GEO
35786
200
35786
28.5
1.836489786
1836.489786

下面是远地点50000km,倾角减小到23.5°的SGTO(超同步转移轨道)。
首先,从LEO至SGTO,除了远地点增高,还要加偏航削5°倾角,速度增量增加为2748m/s。
LEO(28.5°)至SGTO(23.5°)
200
200
50000
5
2.748038658
2748.038658

从SGTO至GTO分为远地点共变轨和近地点变轨(减速)两部分。
如果23.5度倾角全部在远地点变轨削去,共需速度增量1430 + 214 = 1644m/s。
SGTO(23.5°)至GEO
  远地点变轨
50000
200
35786
23.5
1.429701189
1429.701189
SGTO(23.5°)至GEO
  近地点变轨
35786
50000
35786
0
0.21428172
214.2817201
SGTO(23.5°)至GEO总计
1.643982909
1643.982909

但是,两次变轨,倾角全在一次削,相当于“绕弯路”。
倾角变化按一定比例分配到两次变轨中,才是“两点之间直线最短”,变轨方案才是最优。
对于这个例子,远地点变轨削22.5°,近地点变轨削1°,接近最优解。
共需速度增量1415 + 221 = 1637m/s,比前面的非最优方案少了7m/s,不可忽略。
SGTO(23.5°)至GEO
  远地点变轨(优化)
50000
200
35786
22.5
1.415368215
1415.368215
SGTO(23.5°)至GEO
  近地点变轨(优化)
35786
50000
35786
1
0.221352629
221.3526286
SGTO(23.5°)至GEO总计(优化)
1.636720843
1636.720843

这条SGTO比标准GTO替卫星节省了1836 - 1637 = 199m/s。

但是,如果将卫星和火箭视为一个整体,总的速度增量,SGTO反而多了4385 - 4291 = 94m/s。
由此可见,这种超同步转移轨道,是在火箭能力富余时,消耗火箭富余运载能力的一种低效方法。
其优点是对火箭滑行时间没有更高要求,如果火箭能够滑行更长时间,会有更优的方案。


joki 发表于 2017-5-9 14:16 | 显示全部楼层
darklighter 发表于 2017-4-30 22:09
一个变轨速度增量计算工具:

表格示例:

感谢!如获至宝!!
一直以来,对于两条轨道的夹角(球面角)计算方法弄不清,这下解决了大问题。
PS:如果下一版能提供滑行时间计算功能就好了。也就是轨道的周期,比如200*10000,200*35786,200*50000,滑行到远地点所需的时间。对于这类计算,应该是个很重要的衡量指标。
 楼主| darklighter 发表于 2017-5-10 21:29 | 显示全部楼层
joki 发表于 2017-5-9 14:16
感谢!如获至宝!!
一直以来,对于两条轨道的夹角(球面角)计算方法弄不清,这下解决了大问题。
PS: ...

谢谢鼓励。
后续计划加入非拱点、任意位置冲量变轨计算功能,到时候变轨时间是重要的输入和输出。
 楼主| darklighter 发表于 2017-5-10 21:34 | 显示全部楼层
hdcscience2012 发表于 2017-4-19 18:11
预测非常准确,向您表示祝贺~

祝贺应该是给体验了这个小软件的所有航天爱好者的

VBA的代码天然开放。
无论作者还是用户,无论是否有时间研究代码,
只要这个软件在手,就可以说完全掌握了其中并不复杂的技术原理。
从这个角度讲,所有的航天爱好者都可以平等地分享其中的乐趣。
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 楼主| darklighter 发表于 2017-5-10 22:58 | 显示全部楼层
darklighter 发表于 2017-4-30 22:09
一个变轨速度增量计算工具:

表格示例:

变轨速度增量计算工具升级: orbittool 170510.xlsx (218.35 KB, 下载次数: 57)
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