Co to jest determinacja orbity?

W astronomii określenie orbity oznacza przewidywanie sposobu, w jaki obiekty na orbicie kosmicznej nawzajem.Istnieje kilka metod dokonywania tych prognoz.Metoda początkowej określenia orbity jest najłatwiejszą metodą i wymaga dwóch pomiarów, aby znaleźć kierunek i prędkość orbitującego korpusu.Metoda najmniejszych kwadratów jest dokładniejsza, ale wymaga wielu oszacowań tej samej orbity, aby uzyskać przewidywanie kierunku, prędkości i błędu orbity.Metoda sekwencyjnego przetwarzania jest najdokładniejsza i wymaga wielu szacunków błędu orbity z poprzednich modeli.Ta metoda tworzy nowe modele orbitalne, które uwzględniają kilka czynników, które powodują błąd orbity, takich jak małe zderzenia z pyłem kosmicznym.

Zastosowanie określenia orbity waha się od globalnych satelitów pozycjonujących (GPS) do binarnych orbit gwiazd.Błąd orbity może powodować poważne problemy w systemie GPS i musi być stale monitorowany.Oczekuje się, że obiekty planowane z Ziemią będą przewidywane za pomocą metod oznaczania orbity przed uderzeniem.

Początkowa określenie orbity była używana w całej historii i opracowana niezależnie przez wielu astronomów.Był używany przez Johannesa Keplera, aby wyprowadzić swoje trzy prawa ruchu planetarnego.Pierwszy dokładny model orbity dla Planet Mars został również opracowany przy użyciu początkowej określenia orbity.

Ponieważ został po raz pierwszy opracowany przez Carla Friedricha Gaussa w 1801 r., Metoda najmniejszego kwadratu zastąpiła zastosowanie początkowej określenia orbity.Okres orbity jest pełną pętlą orbity.Metoda najmniejszego kwadratowego pokazuje, że między całkowitymi okresami orbitalnymi zawsze występują błędy z powodu nieznanych sił i interakcji orbitującego korpusu podczas podróży.Początkowa określenie orbity nie uwzględnia poprzednich danych.Jest to tylko pierwszy krok w nowoczesnym określeniu orbity, ponieważ metoda najmniejszych kwadratów oblicza błąd orbity.

Metoda sekwencyjnego przetwarzania jest najbardziej preferowana z powodu modelowania komputerowego.Dzięki tej metodzie i twierdzeniu Shermana astronomowie opracowują modele orbitalne przy użyciu komputerów w celu znalezienia przyszłej pozycji, prędkości, kierunku i błędu orbitalnego z bardzo ograniczonymi danymi.Twierdzenie Shermana wymaga kolejnego etapu matematyki do sekwencyjnej metody przetwarzania, zwanej liniami.

Złożone dane matematyczne i obszerne dane wymagane do zastosowania metody przetwarzania sekwencyjnego są często niedostępne, więc astronomowie dają szacunki dla metody przetwarzania sekwencyjnego.Zmniejsza to trudność określania orbity, ale nieznacznie zwiększa błąd orbity.Proces ten nazywa się odniesieniem szacowania stanu.Astronomowie używają szacunków państwowych odniesienia i linearyzacji tylko wtedy, gdy badane dane orbitalne są zbyt małe, aby zastosować nieliniowe metody sekwencyjnego przetwarzania.