Расчет зон радиовидимости для искусственного спутника Земли (ИСЗ)

    Прежде чем рассказать про выполнение данной задачи, приведу немного теории. Зона радиовидимости - это геометрическое место точек на поверхности Земли, попадающих в круг, ограниченный на сфере заданным расстоянием до подспутниковой точки.
    Время связи наземной станции с ИСЗ ограничено временем нахождения ИСЗ в зоне ее радиовидимости (рис. 1). Эта зона определяется длиной дуги АБ, которая зависит от высоты орбиты спутника и минимального угла возвышения антенны наземной станции следящей за ИСЗ в период нахождения его в зоне радиовидимости. Началом зоны видимости считается превышение значения угла места, минимального значения угла начала зоны видимости, которое зависит от высоты наблюдателя над поверхностью Земного эллипсоида.

Зону радиовидимости можно охарактеризовать следующими событиями:

• время входа в зону;

• время достижения какого-либо параметра;

• время выхода из зоны.

Во время каждого события вычисляются следующие величины:

• дальность между ИСЗ и станцией (в топографической системе координат);

• азимут;

• угол места;

• угол Солнце–КА–НИП, характеризующий фазу освещенности;

• широта и долгота подспутниковой точки;

• высота ИСЗ;

• номер витка и номер суточного витка.

     Параметры относительного положения КА и НИП в ТЦСК, связанной с НИП (дальность, азимут, угол места) считаются по следующим формулам:

дальность:

угол места:

азимут:

где:
XspCr, YspCr , ZspCr - координаты и скорости космического аппарата в гринвичской системе координат;

XgrSt, YgrSt , ZgrSt  - координаты и скорости измерительного пункта в гринвичской системе координат (скорости НИП в ГСК обычно равны 0);

   Расчет условий наблюдения ИСС с наземных средств слежения производится на основе моделирования параметров движения КА и контроля входа в зону видимости каждого из заданных НИП, прохождения параметра и выхода из зоны видимости.

Программная реализация: