Zonal Harmonic Gravity Model

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类型: SubSystem

图书馆中的路径:

/Aerospace/Environment/Gravity/Zonal Harmonic Gravity Model

说明

程序块 Zonal Harmonic Gravity Model 根据行星重力势能计算行星重力在某一点的带状谐波表示。该块可以方便地描述行星表面以外的引力场。默认情况下，该模块使用地球的四阶带状系数来计算带状谐波引力。您也可以指定二阶或三阶地带系数。该程序块使用以下每颗行星的行星参数值来实现：

行星	赤道半径 ( ), m	重力参数 ( ), m³/s²	正交谐波系数 ( )
地球	6 378 136.3	3.986004415 × 10¹⁴	[1.0826269 × 10-³, -2.5323 × 10-⁶, -1.6204 × 10-⁶]
木星	71 492 000	1.268 × 10¹⁷	[1.475 × 10-², 0, -5.8 × 10-⁴]
火星	3 397 200	4.305 × 10¹³	[1.964 × 10-³, 3.6 × 10-⁵]
水星	2 439 000	2.2032 × 10¹³	6.0 × 10-⁵
月球	1 738 000	4.902799 × 10⁹	2.027 × 10-⁴
海王星	24 764 000	6.809 × 10¹⁵	4.0 × 10-³
土星	60 268 000	3.794 × 10¹⁶	[1.645 × 10-², 0, -1.0 × 10-³]
天王星	25 559 000	5.794 × 10¹⁵	1.2 × 10-²
金星	6 052 000	3.257 × 10¹⁴	2.7 × 10-⁵

行星

赤道半径 ( ), m

重力参数 ( ), m³/s²

正交谐波系数 ( )

地球

6 378 136.3

3.986004415 × 10¹⁴

[1.0826269 × 10-³, -2.5323 × 10-⁶, -1.6204 × 10-⁶]

木星

71 492 000

1.268 × 10¹⁷

[1.475 × 10-², 0, -5.8 × 10-⁴]

火星

3 397 200

4.305 × 10¹³

[1.964 × 10-³, 3.6 × 10-⁵]

水星

2 439 000

2.2032 × 10¹³

6.0 × 10-⁵

月球

1 738 000

4.902799 × 10⁹

2.027 × 10-⁴

海王星

24 764 000

6.809 × 10¹⁵

4.0 × 10-³

土星

60 268 000

3.794 × 10¹⁶

[1.645 × 10-², 0, -1.0 × 10-³]

天王星

25 559 000

5.794 × 10¹⁵

1.2 × 10-²

金星

6 052 000

3.257 × 10¹⁴

2.7 × 10-⁵

该数据块没有考虑行星自转产生的离心力的影响，也没有考虑参照系的躔度的影响。

端口

输入

# x_ecef (m) — 格林威治矩形坐标系中的坐标
矩阵 3 乘 m

Details

格林威治矩形坐标系中的坐标。

数据类型	Float64`。
复数支持	无

输出

# g_ecef (m/s²) — 重力值
矩阵 3

Details

以格林威治矩形坐标系返回的重力值。

数据类型	Float64`。
复数支持	无

参数

Main

# Degree — 调和次序
4 | 3 | 2

Details

谐波模型的阶数：

2 "是二阶，，是球面谐波中最重要、最有分量的项，它考虑到了行星的扁平化；
3 - 三阶，；
4 "是第四阶、 .

值	`4` \| `3` \| `2`
默认值	`4`
程序使用名称	`degree_str`
可调谐	无
可计算	是

Planet

Details

行星模型。

值	`Mercury` \| `Venus` \| `Earth` \| `Moon` \| `Mars` \| `Jupiter` \| `Saturn` \| `Uranus` \| `Neptune` \| `Custom`
默认值	`Earth`
程序使用名称	`planet_model`
可调谐	无
可计算	是

# Equatorial radius — 赤道半径

Details

行星的赤道半径。

依赖关系

要使用该参数，请将参数 Planet model 设置为 "自定义"。

默认值	`6.3781363e6`
程序使用名称	`equatorial_radius`
可调谐	无
可计算	是

# Gravitational parameter — 重力参数

Details

行星引力参数。

依赖关系

要使用该参数，请将参数 Planet model 设置为 "自定义"。

默认值	`398600441500000`
程序使用名称	`gm`
可调谐	无
可计算	是

# J values — 带状谐波系数

Details

带状谐波系数。

依赖关系

要使用此参数，请将 Planet model 设置为 "自定义"。

默认值	`[0.0010826269 -2.5323e-6 -1.6204e-6]`
程序使用名称	`j_values`
可调谐	无
可计算	是

文学

Vallado, David, Fundamentals of Astrodynamics and Applications。纽约：麦格劳-希尔，1997 年。
Fortescue, P., J. Stark, G. Swinerd, eds.West Sussex: Wiley & Sons, 2003.
Tewari, A. Atmospheric and Space Flight Dynamics Modeling and Simulation with MATLAB and Simulink.波士顿：Birkhäuser，2007 年。