Fechar

@PhDThesis{Jesus:2000:AnEsMa,
               author = "Jesus, Ant{\^o}nio Delson Concei{\c{c}}{\~a}o de",
                title = "An{\'a}lise estat{\'{\i}}stica de manobras orbitais com 
                         propuls{\~a}o cont{\'{\i}}nua sujeita a erros no vetor empuxo",
               school = "Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)",
                 year = "2000",
              address = "S{\~a}o Jos{\'e} dos Campos",
                month = "1999-02-25",
             keywords = "manobras orbitais, erros no vetor, empuxo, sat{\'e}lites 
                         artificiais, transfer{\^e}ncia orbital, an{\'a}lise de vetor.",
             abstract = "Neste trabalho analisamos estatisticamente manobras orbitais com 
                         propuls{\~a}o finita sujeitas a erros no vetor empuxo. Este 
                         estudo foi conduzido em tr{\^e}s fases sendo: a primeira uma 
                         implementa{\c{c}}{\~a}o de um m{\'e}todo para 
                         otimiza{\c{c}}{\~a}o de trajet{\'o}rias sem erros no vetor 
                         empuxo; a segunda um estudo num{\'e}rico sobre 
                         transfer{\^e}ncias orbitais com erros no vetor empuxo; e, 
                         finalmente, a terceira na qual foi obtida uma 
                         explica{\c{c}}{\~a}o alg{\'e}brica para os resultados obtidos 
                         numericamente. Nas simula{\c{c}}{\~o}es da primeira fase, 
                         al{\'e}m da implementa{\c{c}}{\~a}o do m{\'e}todo, os 
                         resultados da refer{\^e}ncia foram confirmados e melhorados em 
                         rela{\c{c}}{\~a}o {\`a} satisfa{\c{c}}{\~a}o dos 
                         v{\'{\i}}nculos nos elementos keplerianos das {\'o}rbitas 
                         finais. Nas simula{\c{c}}{\~o}es da segunda fase foram estudadas 
                         duas transfer{\^e}ncias: a) uma manobra coplanar de baixo empuxo, 
                         como exemplo te{\'o}rico; e b) uma manobra n{\~a}o coplanar de 
                         alto empuxo, como exemplo pr{\'a}tico (1' transfer{\^e}ncia do 
                         sat{\'e}lite EUTELSAT LE-F2). Estas transfer{\^e}ncias foram 
                         feitas com erros de m{\'o}dulo e dire{\c{c}}{\~a}o 
                         ({"}pitch{"}e {"}yaw{"}) no vetor empuxo aplicado ao 
                         sat{\'e}lite. Estes foram modelados como processos 
                         estoc{\'a}sticos dos tipos: sistem{\'a}ticos ({"}random-bias{"}) 
                         e operacionais ({"}white{"} ou {"}pink noise{"}), com 
                         fun{\c{c}}{\~o}es densidade de probabilidade uniforme e 
                         gaussiana com m{\'e}dia zero. Um estudo gr{\'a}fico do 1 0 
                         momento (m{\'e}dia) do desvio em cada elemento kepleriano final 
                         (semi-eixo maior, excentricidade, inclina{\c{c}}{\~a}o, etc.) 
                         foi realizado em fun{\c{c}}{\~a}o do desvio-padr{\~a}o de cada 
                         erro no vetor empuxo. Como resultado, encontramos 
                         rela{\c{c}}{\~o}es n{\~a}o lineares simples entre v{\'a}rios 
                         pares deles. Al{\'e}m disso, um estudo da correla{\c{c}}{\~a}o 
                         entre as causas e efeitos no instante final mostrou que o efeito 
                         (desvio) em um elemento kepleriano est{\'a} relacionado n{\~a}o 
                         s{\'o} com as causas externas (erros no vetor empuxo), mas 
                         tamb{\'e}m com os efeitos cumulativos dos desvios causados em 
                         outros elementos keplerianos. Foi encontrada uma 
                         rela{\c{c}}{\~a}o linear entre as m{\'e}dias dos desvios no 
                         semi-eixo maior final resultantes de erros uniformes e gaussianos. 
                         Ocorreu quebra desta linearidade para os casos do exemplo 
                         pr{\'a}tico e/ou do erro do tipo operacional. Foi realizado 
                         tamb{\'e}m um estudo num{\'e}rico do 2{"} momento do desvio no 
                         semi-eixo maior final, que revelou uma rela{\c{c}}{\~a}o linear 
                         com o desvio-padr{\~a}o de cada erro no vetor empuxo. Um estudo 
                         preliminar de manobras de corre{\c{c}}{\~a}o mostrou que o 
                         consumo extra de combust{\'{\i}}vel apresenta 
                         rela{\c{c}}{\~o}es quase lineares crescentes com os 
                         desvios-padr{\~o}es dos erros em m{\'o}dulo e 
                         dire{\c{c}}{\~a}o do vetor empuxo. Na fase alg{\'e}brica, com 
                         aproxima{\c{c}}{\~o}es mas sem perda de generalidade, 
                         encontramos rela{\c{c}}{\~o}es entre os desvios m{\'e}dios no 
                         semi-eixo maior final e os desvios m{\'e}dios na excentricidade 
                         final com o desvio-padr{\~a}o do erro em {"}pitch{"}. Os casos 
                         deste erro em {"}pitch{"} n{\~a}o correlacionados com a 
                         velocidade e com o raio vetor foram estudados para os desvios no 
                         semi-eixo maior final e na excentricidade final, respectivamente. 
                         O caso correlacionado foi estudado apenas para os desvios no 
                         semi-eixo maior final. Em todos os casos, correlacionados ou 
                         n{\~a}o, os resultados alg{\'e}bricos confirmaram as 
                         depend{\^e}ncias n{\~a}o lineares encontradas numericamente 
                         entre cada causa e cada efeito. ABSTRACT: In this work we analyse 
                         statistically nonimpulsive orbital maneuvers under thtust vector 
                         errors. This study was conducted in three phases: the first one 
                         being the implementation of one method of trajectory otitnization, 
                         under a thrust without errors; the second one being a numerical 
                         study on orbital transfers, under thrust vector errors; and 
                         finally, the third one being an algebraic explanation for the 
                         numerical results found. In the simulations of the first phase, 
                         besides the implementation of the method, the test results of its 
                         references were confirmed and improved with respect to the 
                         satisfaction of the constraints in the keplerian elements of the 
                         final orbits. In the simulations of the second phase two transfers 
                         were studied: a) a coplanar low thrust maneuver (theoretical 
                         example); b) a noncoplanar high thrust maneuver (practical 
                         example: (the 1 a one of the EUTELSAT 11-F2 satellite). These 
                         transfers were done under magnitude and direction ({"}pitch{"} and 
                         {"}yaw{"}) thrust errors applied to the satellite. These were 
                         modelled as stochastic processes of the systematic (randorn bias) 
                         or operational (white or pink noises) types, with zero mean 
                         uniform or gaussian probability density functions. A graphical 
                         study of the 1 st. moment (mean) of the devi ation in each final 
                         keplerian element (semi-major axis, eccentricity, etc.) was done 
                         as a function of the standard deviation in each thrust vector 
                         error. We found simple nonlinear relations between several pairs. 
                         Besides this, a correlation study between the causes and the 
                         effects in the final instant showed that the effect in a keplerian 
                         element is relationed not only with the externai causes (thrust 
                         errors), but with the cumulative effects in the other keplerian 
                         elements. We found a linear relation between the mean deviations 
                         in the final semimajor axis due to the unifonn and gaussian 
                         errors. There was a break of this linearity in the cases of the 
                         praticai example and/or operational error. A numerical study of 
                         the r d. moment of the deviation in the finai semi-major axis was 
                         also done, showing a linear relation with the standard deviation 
                         of each thrust error. A preliminary study of correction maneuvers 
                         showed that the extra fuel used presents almost linear increasing 
                         relations with the standard deviation of the magnitude and 
                         direction thrust errors. In the algebraic phase, with 
                         aproximations but without loss of generality, we found relations 
                         between the mean deviations in the final semi-major axis and final 
                         eccentricity with the standard deviation in {"}pitch{"} error. The 
                         cases were this error is not correlationed with the velocity and 
                         with the radius vector were studied to get the mean deviations in 
                         the final semi-major axis and in the final eccentricity, 
                         respectively. The correlationed case was studied to get the mean 
                         deviation in the final semi-major axis only. In ali cases, 
                         correlationed or not correlationed, the algebraic results 
                         confirmed the nonlinear dependences found numerically between each 
                         cause and each effect.",
            committee = "Rios Neto, Atair (presidente) and Souza, Marcelo Lopes de Oliveira 
                         e (orientador) and Prado, Antonio Fernando Bertachini de Almeida 
                         (orientador) and Hinckel, Jos{\'e} Nivaldo and Kuga, H{\'e}lio 
                         Koiti and Yoneyama, Takashi and Zanardi, Maria Cec{\'{\i}}lia F. 
                         de Paula Santos",
         englishtitle = "Statistical analysis of nonimpulsive orbital maneuvers under 
                         thrust vector errors",
             language = "pt",
                pages = "339",
                  ibi = "8JMKD3MGP3W34P/3PRHEAE",
                  url = "http://urlib.net/ibi/8JMKD3MGP3W34P/3PRHEAE",
           targetfile = "INPE-7504.pdf",
        urlaccessdate = "20 maio 2024"
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