El artículo de Wikipedia Conjunto de elementos de dos líneas dice:
El modelo SGP4 se amplió más tarde con correcciones para objetos del espacio profundo, creando SDP4, que usaba los mismos datos de entrada de TLE. A lo largo de los años, se han creado una serie de modelos de predicción más avanzados, pero estos no han tenido un uso generalizado. Esto se debe a que el TLE no contiene la información adicional que necesitan algunos de estos formatos, lo que dificulta encontrar los elementos necesarios para aprovechar el modelo mejorado. Más sutilmente, los datos de TLE se manipulan de manera que mejoren los resultados cuando se usan con los modelos de la serie SGP, lo que puede causar que las predicciones de otros modelos sean menos precisas que las de SGP cuando se usan con TLE comunes. El único modelo nuevo que tuvo un uso generalizado es SGP8/SDP8, que fueron diseñados para usar las mismas entradas de datos y son correcciones relativamente menores al modelo SGP4.
Luego, el artículo de Wikipedia Modelos de perturbaciones simplificadas dice:
SGP8/SDP8 introdujo mejoras adicionales para manejar el decaimiento orbital.
Tenga en cuenta que el uso actual del término SGP4 tiende a referirse a implementaciones que contienen SGP4 propiamente dicho y SDP4, siendo el cambio en un período de 225 minutos .
La referencia para la cita anterior es Revisando el Informe Spacetrack #3: Rev 2 que dice:
Spacetrack Report Number 3 presentó oficialmente cinco modelos de propagación orbital a la comunidad de usuarios: SGP, SGP4, SDP4, SGP8 y SDP8, todos "generalmente" compatibles con los datos TLE. En ese momento, SGP acababa de ser reemplazado por SGP4/SDP4 (este último incluía perturbaciones del espacio profundo). El modelo SGP8/SDP8 fue desarrollado para paliar las deficiencias de SGP4/SDP4 para los casos especiales de decaimiento orbital y reentrada. El enfoque proporcionó una solución de forma cerrada basada en las tendencias generales de los elementos orbitales a medida que se acercaban a la reentrada, y tuvo bastante éxito. Sin embargo, no hay evidencia que sugiera que SGP8/SDP8 se implementó para la formación operativa de TLE.
Hace unos quince años, implementé con mucho cuidado SGP8 y SDP8 (y el SGP 'original') en mi software (consulte https://github.com/Bill-Gray/sat_code ). Es difícil demostrar que es negativo, es decir, que las 8 versiones nunca vieron ningún uso, pero desde entonces he visto que SDP4/SGP4 tienen una cantidad increíble de uso, y he visto que las 8 variantes tienen un uso absolutamente nulo y nunca visto una referencia a ellos siendo utilizados.
Debo señalar que trabajo casi exclusivamente con objetos en órbitas de varios días a varios meses, en lugar de aquellos a punto de volver a entrar. Aún así, las personas que usan mi código (de las cuales hay muchas) lo usan para muchos propósitos; Creo que si estuvieran usando las 8 variantes, me habría enterado.
Pero el convencimiento, para mí, serían los comentarios 'Revisiting Spacetrack Report #3'. Aquellos de nosotros fuera de Space-Track/JSpOC/etc. tener que hacer una cierta cantidad de ingeniería inversa; los detalles sobre cómo se implementan internamente SGP4/SDP4, por ejemplo, nunca se han hecho públicos. Los autores de 'Revisitando' no solo son expertos en este campo; también tienen algún conocimiento interno y acceso a datos históricos de los que yo carezco. Si no pueden encontrar un caso en el que se usaron las 8 versiones, estaría razonablemente seguro de que tal uso nunca ocurrió.
Creo que la declaración sobre la que hizo la pregunta 3 describe a Vallado, Kelso y asociados, casi todos ex miembros del Comando Espacial de la USAF con experiencia dentro de la unidad que usa SGP4 operativamente, comparando cuidadosamente los resultados de su versión reconstruida del código con los resultados de el código oficial, en busca de lugares donde necesitan cambiar su código para que coincida mejor con lo que se está haciendo dentro del último SGP4. Si no vieron ninguna señal de eso, entonces dudo que alguien más lo haga, así que no puedo ayudarlo con la pregunta 4.
Usted preguntó anteriormente si SGP4 realmente cambia más, y tengo una cosa que agregar sobre ese tema ahora: ayer descargué la versión 8.2 del código SGP4, lanzado hace solo un par de semanas ( el enlace estuvo roto por un tiempo, pero está funcionando de nuevo ordenar ahora). Las notas de la versión dicen que "Se corrigieron algunos errores que obstaculizaban el rendimiento. SGP4 v8.2 ahora es más del doble de rápido que v8.1 (más de cuatro veces más rápido que v8.0)", por lo que parece que continúan modificando el oficial. Código SGP4, aunque solo sea un poco.
La pregunta 2, sin embargo, ahora puedo responder. La referencia que necesita es Hoots 1980, A Short Efficient Analytical Satellite Theory, Journal of Guidance, Control, and Dynamics 5.2 (194-199). Este es el artículo que mencioné en esta respuesta como pagado, aunque ahora que tengo una copia en mis manos, observo que este artículo en particular establece explícitamente: "Este documento se declara obra del gobierno de los EE. UU. y, por lo tanto, es de dominio público". dominio", por lo que tal vez sea necesario presentar una queja al editor (AIAA).
En el espíritu de esa declaración sobre el dominio público, permítanme citar algunos de los comentarios históricos:
Una de las primeras teorías de este tipo fue desarrollada por Hilton y Kuhlman <1> en 1966. (Para una referencia más reciente, consulte Hoots y Roehrich. <2>) Esta teoría simplificada de perturbaciones generales, en lo sucesivo denominada SGP, utiliza una simplificación de la trabajo de Kozai <3> para su modelo gravitacional y toma el efecto de arrastre sobre el movimiento medio como lineal en el tiempo. Esta suposición dicta una variación cuadrática de la anomalía media con el tiempo. El efecto de arrastre sobre la excentricidad se modela de tal manera que la altura del perigeo permanece constante.
En 1970, Cranford (ver Lane y Hoots <4>) desarrolló una teoría de perturbaciones generales simplificada llamada SGP4. Este modelo se obtuvo por simplificación de la teoría analítica más extensa de Lane y Cranford <5>, que utiliza la solución de Brouwer <6> para su modelo gravitatorio y una función de densidad de potencia para su modelo atmosférico.
La teoría SGP8 se obtiene mediante la simplificación de una extensa teoría analítica de Hoots <7> que usa los mismos modelos gravitacionales y atmosféricos que Lane y Cranford pero integra las ecuaciones diferenciales de una manera muy diferente. La teoría completa es válida para todas las excentricidades entre 0 y 0,1 y todas las inclinaciones no cercanas a 0 grados o inclinación crítica. Dado que la teoría completa contiene varios términos que solo se vuelven importantes para excentricidades más grandes, se consideró que muchos términos podrían eliminarse sin afectar las predicciones en la mayoría de los satélites. Además, se puede demostrar que muchos términos incluidos en la teoría completa son mucho más pequeños que las diferencias introducidas al usar la atmósfera de la función de densidad de potencia para modelar la atmósfera del mundo real. Así, en un entorno operativo,
Las descripciones de los cambios y las justificaciones de los mismos son:
El primer tipo de término que se consideró para la simplificación fueron los periódicos de arrastre de período corto de las Ecs. (3). Se encontró que estos términos podrían ser excluidos de la teoría con un efecto insignificante. En segundo lugar, eliminamos los términos de la forma de arrastre acoplado con arrastre que aparecen en las ecuaciones seculares. (1) para anomalía media y argumento de perigeo. El siguiente tipo de término examinado fue la forma de arrastre junto con la gravedad. Aunque los términos de esta forma aparecen en las ecuaciones diferenciales con prima triple para los seis elementos orbitales, se encontró que el efecto directo sobre cada uno de los elementos era muy pequeño. Sin embargo, dado que los cambios en el movimiento medio y la excentricidad causan directamente cambios en la resistencia total y dado que el movimiento medio se integra por segunda vez en la ecuación de anomalía media,
Es bien sabido que el modelo gravitatorio de Vinti <9> permite la combinación algebraica de los términos armónicos zonales segundo y cuarto. Dado que el potencial de Vinti difiere de los verdaderos coeficientes gravitacionales, encontramos que adoptando la relación de Vinti causó una degradación medible. Sin embargo, si usamos el potencial de Vinti solo en los términos de largo plazo y retenemos los valores de y en términos seculares, encontramos una simplificación algebraica significativa en nuestras ecuaciones con poca pérdida de precisión. Además, la adopción del potencial Vinti elimina de SGP8 cualquier singularidad en la inclinación crítica.
La simplificación final se refería a los términos puramente gravitatorios. Se encontró que los términos de tamaño tiempos de segundo orden podría ser despreciado en los términos gravitacionales seculares. Además, los periódicos gravitacionales se pueden simplificar considerablemente. Hoots <10> ha demostrado que la transformación geopotencial de Brouwer modificada por Lyddane se puede reformular en términos de un conjunto alternativo de variables que permite una conversión directa de elementos con doble prima a posición y velocidad cartesianas al tiempo que reduce la cantidad de fórmula de la transformación en un tercio. Al usar este conjunto alternativo de variables y conservar solo los términos periódicos dominantes, obtuvimos una disminución significativa en el número de términos en la transformación mientras sacrificamos poco en la precisión para la mayoría de los satélites.
Las referencias a ecuaciones y elementos "doble primado" y "triple primado" suponen que tiene copias de Brouwer <6> y Lyddane <8> a mano y está siguiendo su notación.
Las citas del artículo son:
<1> Hilton, CG y Kuhlman, JR, "Modelos matemáticos para el Centro de defensa espacial", Philco-Ford Corporation, Colorado Springs, Colo., U-3871, noviembre de 1966.
<2> Hoots, FR y Roehrich, RL, "Modelos para la propagación de conjuntos de elementos NORAD", Comando de Defensa Aeroespacial, Peterson AFB, Colorado, Proyecto SPACETRACK Rept. No. 3, diciembre de 1980.
<3> Kozai, Y., "El movimiento de un satélite cercano a la Tierra", Astronomical Journal vol. 64, noviembre de 1959, págs. 367-377.
<4> Lane, MH y Hoots, FR, "Teorías de perturbaciones generales derivadas de la teoría de arrastre de carril de 1965", Comando de Defensa Aeroespacial, Peterson AFB, Colo., Proyecto SPACETRACK Rept. No. 2, diciembre de 1979.
<5> Lane, MH y Cranford, KH, "An Enhanced Analytical Drag Theory for the Artificial Satellite Problem", Documento 69-925 presentado en la Conferencia de Astrodinámica AIAA/AAS, del 20 al 22 de agosto de 1969.
<6> Brouwer, D., "Solución del problema de la teoría de satélites artificiales sin arrastre", Astronautical Journal, vol. 64, noviembre de 1959, págs. 378-397.
<7> Hoots, FR, "Teoría del movimiento de un satélite terrestre artificial", Mecánica celeste, vol. 23, abril de 1981, págs. 307-363.
<8> Lyddane, RH, "Pequeñas excentricidades o inclinaciones en la teoría de Brouwer del satélite artificial", Astronautical Journal, vol. 68, octubre de 1963, págs. 555-558.
<9> Vinti, JP, ''Nuevo método de solución para órbitas satelitales sin retardo", Journal of Research of the National Bureau of Standards, Vol.62B, 1959, pp. 105-116.
<10> Hoots, FR, "Reformulación de la teoría del geopotencial de Brouwer para mejorar la eficiencia computacional", Celestial Mechanics, vol. 24, agosto de 1981, págs. 367-375.
<11> Lerch, FJ et al., "Mejora del modelo de gravedad usando GEOS-3 (GEM 9 y 10)", Goddard Space Flight Center, Greenbelt, Md., Informe GSFC No. X-921-77-246, septiembre de 1977.
<12> Jacchia, LG, "Nuevos modelos estáticos de la termosfera y la exosfera con perfiles empíricos de temperatura", Observatorio astrofísico Smithsonian, Boston, Mass., SP-313, mayo de 1970.
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