Ανάπτυξη λογισμικού για τον δυναμικό προσδιορισμό δορυφορικών τροχιών
Creators: name: Καζαντζίδης, Αλέξανδρος Γεωργίου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2019
Subjects: Δορυφορική τροχιά
Δημιουργία δυναμικού μοντέλου
Γεωδαιτικές δορυφορικές αποστολές
Satellite orbit
Dynamic modeling
Geodetic satellite missions

description: Ο ακριβής υπολογισμούς της θέσης ενός τεχνητού δορυφόρου κατά τη κίνηση του γύρω από τη Γη αποτελεί βασική προϋπόθεση για την αξιοποίηση των δεδομένων και μετρήσεων που εκτελεί. Ακόμη όσον αφορά τις γεωδαιτικές δορυφορικές αποστολές αυτή η ακριβής γεωμετρική πληροφορία είναι ακόμη πιο κρίσιμη για την επίτευξη των επιστημονικών στόχων που τέθηκαν. Η παρούσα διπλωματική αναλύει τη θεωρία του δυναμικού προσδιορισμού της τροχιάς ενός τεχνητού δορυφόρου και επιχειρεί την υλοποίηση ενός λογισμικού πακέτου, το οποίο περιλαμβάνει τους βασικούς αλγορίθμους με τους οποίους μπορεί να πραγματοποιηθεί ένα τέτοιος υπολογισμός. Πιο συγκεκριμένα, στα πρώτα κεφάλαια της διπλωματικής αναλύονται οι βασικές έννοιες της μη διαταρακτικής και διαταρακτικής τροχιάς ενός δορυφόρου. Επιπλέον, ορίζεται η μέθοδος Cowell η οποία σε συνδυασμό με μία μέθοδο αριθμητικής ολοκλήρωσης της οικογενείας Runge Kutta, αποτελούν τον κορμό των υπολογιστικών διαδικασιών που δημιουργήθηκαν. Επίσης, παραθέτεται με μεγάλη λεπτομέρεια η θεωρία του μοντέλο των δυνάμεων καθώς και ο τρόπος με τον οποίο οι μαθηματικές σχέσεις που τις ορίζουν, μετατράπηκαν σε αλγοριθμικές διαδικασίες, οι οποίες λειτουργούν αρμονικά με τον υπόλοιπο κώδικα του λογισμικού και παράγουν τα τελικά αποτελέσματα. Τέλος, παρουσιάζονται κάποιες ενδιαφέρουσες συγκρίσεις που πραγματοποιήθηκαν με τη εφαρμογή του λογισμικού σε διαφορετικές δορυφορικές αποστολές και με διαφορετικές επιλογές παραμετροποίησης του δυναμικού μοντέλου
description: Precise computation of an artificial satellite's position is crucial for the correct usage of satellite's measurements and data. Especially for geodetic satellite missions this particular geometric information becomes ever more important, since geodetic missions seek the highest possible precision. This thesis presents the theory of dynamic orbit determination of an artificial satellite and also exhibits a software application which was build to combine the strictly mathematical computational algorithms that were implemented along with a user friendly interface web application. More specifically, in the thesis's first chapters, the basic theory and elements of a satellite orbit are presented to the reader. Terms like Keplerian elements, state vectors, petrubated and unpetrubated satellite orbit are being analyzed in depth in the second and third chapter. Then, Cowell method for dynamic orbit determination is analyzed along with a Runge Kutta numerical integration method. In addition, all forces acting on the satellite motion that have been considered from the software are being mathematically defined in the fourth chapter. Furthermore, in the fifth chapter, we showcase a detailed presentation of the structure of the software and the involved functions, routines and algorithms which were developed using Python, Css and Javascript. Finally, we present some results and computations of various comparisons that were carried out for different dynamic model selections and different satellite missions like Cryosat-2, Goce and GPS. These comparisons and results showcase the different selections and options for dynamic satellite orbit propagation the software offers to the user