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CubeSat Vehicle

モデルCubeSat車両

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ライブラリ:
Aerospace Blockset / Spacecraft / CubeSat Vehicles

説明

CubeSat Vehicle ブロックは、CubeSat 車両をモデル化して、一度に 1 つの衛星ごとに衛星軌道を迅速にモデル化して伝播するための高レベルのミッション計画/ラピッド プロトタイピング オプションを提供します。(複数の衛星を同時に伝播するには、Orbit Propagator ブロックを参照してください。)コンスタレーション計画ワークフローに対応するために、これらのブロックをモデル内で複数回使用することもできます。車両に関する次の情報を指定します:

• 初期軌道状態

• 姿勢制御（指向）モード

ライブラリには、次の一般的な姿勢制御モード用に事前構成された CubeSat Vehicle ブロックの 3 つのバージョンが含まれています。

• 地球（天底）指向 — プライマリアライメントベクトルは地球の中心を指します

• 太陽追跡 — 主要な位置合わせベクトルは太陽の方向を指します

• カスタムポインティング - カスタムアライメントと制約ベクトル

端子

入力

A_ECEF (m/s²) — 車両の加速

サイズ3のベクトル

軌道伝播に使用される車両の重力加速度（重力を含む）。サイズ 3 のベクトルとして指定され、単位は m/s² です。

データ型: single | double

1st Alignment_Body — プライマリアライメントベクトル

3 要素ベクトル

ボディ座標系内のプライマリ位置合わせベクトル。プライマリ拘束ベクトルと位置合わせします。

データ型: double

1st Constraint_ECI — 主制約ベクトル

3 要素ベクトル

プライマリ位置合わせベクトルを位置合わせする方向を指定するプライマリ制約ベクトル。

依存関係

このポートは、Pointing mode が暗黙のプライマリ制約ベクトルを持つ Earth (Nadir) Pointing または Sun Tracking に設定されている場合は使用できません。

データ型: double

1st Alignment_Body — プライマリアライメントベクトル

3 要素ベクトル

ボディ座標系内のプライマリ位置合わせベクトル。プライマリ拘束ベクトルと位置合わせします。

データ型: double

1st Constraint_ECI — 主制約ベクトル

3 要素ベクトル

プライマリ位置合わせベクトルを位置合わせする方向を指定するプライマリ制約ベクトル。

依存関係

• 方向はConstraint coordinate systemに依存します。

• このポートは、Pointing mode が暗黙のプライマリ制約ベクトルを持つ Earth (Nadir) Pointing または Sun Tracking に設定されている場合は使用できません。

データ型: double

2nd Alignment_Body — 二次アライメントベクトル

3 要素ベクトル

ボディ座標系内の、セカンダリ拘束ベクトルと位置合わせするセカンダリ位置合わせベクトル。

データ型: double

2nd Constraint_ECI — 二次制約ベクトル

3 要素ベクトル

二次位置合わせベクトルを位置合わせする方向を指定する二次制約ベクトル。

依存関係

方向はConstraint coordinate systemに依存します。

データ型: double

出力

X_ECEF — キューブサットの位置

3 要素ベクトル

地球中心の地球固定 CubeSat 位置コンポーネント。3 行 1 列の配列として指定されます。

データ型: double

V_ECEF — 速度成分

3行1列の配列

地球中心の地球固定速度成分。3 行 1 列の配列として指定されます。

データ型: double

q_ECI2Body — クォータニオン回転

4行1列の配列

地球中心の慣性フレームからボディ座標系へのクォータニオン回転。

データ型: double

q_ECEF2Body — クォータニオン配列

4行1列の配列

地球中心の地球固定フレームからボディ座標系へのクォータニオン回転。

データ型: double

パラメーター

Start date [Julian date] — シミュレーションの開始日

2458488 (既定値) | ユリウス日

シミュレーションの最初の開始日。ブロックはこの日付を使用して初期条件を定義します。

ヒント

ユリウス日を計算するには、juliandate 関数を使用します。

プログラムでの使用

ブロック パラメーター: sim_t0

型: 文字ベクトル

値: ユリウス日

既定値: '2458488'

キューブサットの軌道

Input method — 初期車両

Keplerian Orbital Elements (既定値) | ECI Position and Velocity | ECEF Position and Velocity | Geodetic LatLonAlt and Velocity in NED

車両の初期位置と速度の入力方法。

依存関係

Keplerian Orbital Elements 入力方法を選択すると、次のパラメータが有効になります。

• Epoch of ECI frame [Julian date]

• Semi-major axis [m]

• 離心率

• Inclination [deg]

• Right ascension of the ascending node [deg]

• Argument of periapsis [deg]

• True anomaly [deg]

• True longitude [deg] (circular equatorial)

• Argument of latitude [deg] (circular inclined)

• Longitude of periapsis [deg] (elliptical equatorial)

ECI Position and Velocity 入力方法を選択すると、次のパラメータが有効になります。

• Epoch of ECI frame [Julian date]

• ECI position vector [m]

• ECI velocity vector [m/s]

ECEF Position and Velocity 入力方法を選択すると、次のパラメータが有効になります。

• ECEF position vector [m]

• ECEF velocity vector [m/s]

Geodetic LatLonAlt and Velocity in NED 入力方法を選択すると、次のパラメータが有効になります。

• Geodetic latitude, longitude, altitude [deg, deg, m]

• NED velocity vector [m/s]

プログラムでの使用

ブロック パラメーター: method

型: 文字ベクトル

値: 'Keplerian Orbital Elements' | 'ECI Position and Velocit' | 'ECEF Position and Velocity' | 'Geodetic LatLonAlt and Velocity in NED'

既定値: 'Keplerian Orbital Elements'

Epoch of ECI frame [Julian date] — ECIフレームの時代

2451545 (既定値) | ユリウス日

ECI フレームのエポック。ユリウス日として指定されます。

ヒント

特定の日付のユリウス日を計算するには、juliandate 関数を使用します。

プログラムでの使用

ブロック パラメーター: epoch

型: 文字ベクトル

値: ユリウス暦の日付形式

既定値: '2451545'

Semi-major axis [m] — CubeSatの半長軸

6878137 (既定値) | 軸（メートル）

CubeSat の半長軸 (最長軌道直径の半分)。m 単位で指定します。

プログラムでの使用

ブロック パラメーター: a

型: 文字ベクトル

値: スカラー

既定値: '6878137'

離心率 — 軌道離心率

0 (既定値) | 離心率が0以上

CubeSat の軌道が完全な円から逸脱している。

プログラムでの使用

ブロック パラメーター: ecc

型: 文字ベクトル

値: スカラー

既定値: '0'

Inclination [deg] — CubeSat軌道面の傾斜角

0 | 0度から180度まで

CubeSat 軌道面の傾斜角度。0 ～ 180 度の間で指定します。

プログラムでの使用

ブロック パラメーター: incl

型: 文字ベクトル

値: スカラー

既定値: '0'

Right ascension of the ascending node [deg] — 赤道面における角度距離

0 (既定値) | 0度から360度まで

x 軸から昇交点 (衛星が赤道を南から北に横切る点) の位置までの赤道面上の角度距離。0 度から 360 度の間で指定されます。

プログラムでの使用

ブロック パラメーター: omega

型: 文字ベクトル

値: スカラー

既定値: '0'

Argument of periapsis [deg] — CubeSat本体の昇交点から近点までの角度

0 (既定値) | 0度から360度まで

CubeSat 本体の昇交点から近点 (地球に最も近い軌道点) までの角度。0 ～ 360 度の範囲で指定します。

プログラムでの使用

ブロック パラメーター: argp

型: 文字ベクトル

値: スカラー

既定値: '0'

True anomaly [deg] — CubeSatの近点と現在の位置の間の角度

0 (既定値) | 0度から360度まで

近点（地球に最も近い軌道点）と CubeSat の現在の位置の間の角度。0 度から 360 度の間で指定されます。

プログラムでの使用

ブロック パラメーター: nu

型: 文字ベクトル

値: スカラー

既定値: '0'

True longitude [deg] (circular equatorial) — 近点のx軸とCubeSatベクトルの位置の間の角度

0 (既定値) | 0度から360度まで

近点の x 軸と CubeSat ベクトルの位置の間の角度。0 度から 360 度の間で指定されます。

プログラムでの使用

ブロック パラメーター: truelon

型: 文字ベクトル

値: スカラー

既定値: '0'

Argument of latitude [deg] (circular inclined) — 昇交点と衛星位置ベクトル間の角度

0 (既定値) | 0度から360度まで

昇交点と衛星位置ベクトル間の角度。0 ～ 360 度の範囲で指定します。

プログラムでの使用

ブロック パラメーター: arglat

型: 文字ベクトル

値: スカラー

既定値: '0'

Longitude of periapsis [deg] (elliptical equatorial) — 近点のx軸と離心率ベクトルの間の角度

0 (既定値) | 0度から360度まで

近点の x 軸と離心率ベクトルの間の角度。0 ～ 360 度の範囲で指定します。

プログラムでの使用

ブロック パラメーター: lonper

型: 文字ベクトル

値: スカラー

既定値: '0'

ECI position vector [m] — 直交座標位置ベクトル

[0 0 0] (既定値) | ベクトル

Start Date の ECI 座標フレームにおける衛星の直交位置ベクトル。

プログラムでの使用

ブロック パラメーター: r_eci

型: 文字ベクトル

値: スカラー

既定値: '[0 0 0]'

ECI velocity vector [m/s] — 直交座標速度ベクトル

[0 0 0] (既定値) | 速度ベクトル

Start Date の ECI 座標系における衛星の直交速度ベクトル。

プログラムでの使用

ブロック パラメーター: v_eci

型: 文字ベクトル

値: スカラー

既定値: '[0 0 0]'

ECEF position vector [m] — 直交座標位置ベクトル

[0 0 0] (既定値) | ベクトル

Start Date の ECEF 座標フレームにおける衛星の直交位置ベクトル。

プログラムでの使用

ブロック パラメーター: r_ecef

型: 文字ベクトル

値: スカラー

既定値: '[0 0 0]'

ECEF velocity vector [m/s] — 直交座標速度ベクトル

[0 0 0] (既定値) | 速度ベクトル

Start Date の ECEF 座標系における衛星の直交速度ベクトル。

プログラムでの使用

ブロック パラメーター: v_ecef

型: 文字ベクトル

値: スカラー

既定値: '[0 0 0]'

Geodetic latitude, longitude, altitude [deg, deg, m] — 測地緯度と経度、高度

[0 0 0] (既定値) | 速度ベクトル

測地緯度と経度（度）、および WGS84 楕円体からの高度（メートル）。

プログラムでの使用

ブロック パラメーター: lla

型: 文字ベクトル

値: スカラー

既定値: '[0 0 0]'

NED velocity vector [m/s] — 体の速度

[0 0 0] (既定値) | 速度ベクトル

地球中心の地球固定 (ECEF) に対する物体の速度。北東下 (NED) 座標フレームで表され、ベクトルとして指定され、単位は m/s です。

プログラムでの使用

ブロック パラメーター: v_ned

型: 文字ベクトル

値: スカラー

既定値: '[0 0 0]'

キューブサットの姿勢

Initial Euler angles (roll, pitch, yaw) [deg] — 初期オイラー回転角度

[0 0 0] (既定値) | ベクトル | 度

ボディと NED 座標フレーム間の初期オイラー回転角度 (ロール、ピッチ、ヨー) を度単位で指定します。

プログラムでの使用

ブロック パラメーター: euler

型: 文字ベクトル

値: スカラー

既定値: '[0 0 0]'

Initial body angular rates [deg/s] — 初期角速度

[0 0 -0.05168] (既定値) | ベクトル

NED フレームに対する初期角速度。ボディ座標系で表され、ベクトルとして指定されます。

プログラムでの使用

ブロック パラメーター: pqr

型: 文字ベクトル

値: スカラー

既定値: '[0 0 0]'

Pointing mode — CubeSat ビークル指向モード

Earth (Nadir) Pointing (既定値) | Sun Tracking | Custom Pointing | Standby (Off)

CubeSat 車両の指向モード。Earth (Nadir) Pointing、Sun Tracking、または Custom Pointing として指定されます。CubeSat 車両は、正確な姿勢制御のためにポインティング モードを使用します。姿勢制御を行わない場合は、Standby (Off) を選択します。

プログラムでの使用

ブロック パラメーター: pointingMode

型: 文字ベクトル

値: 'Earth (Nadir) Pointing' | 'Sun Tracking' | 'Custom Pointing' | 'Standby (Off)'

既定値: 'Earth (Nadir) Pointing'

プライマリ アライメント ベクトル (B_CM に対するボディ) — プライマリアライメントベクトル

ダイアログ (既定値) | 入力端子

ボディ座標系内のプライマリ位置合わせベクトル。プライマリ拘束ベクトルと位置合わせします。

依存関係

• Dialog を選択すると、主要な位置合わせベクトルを指定するテキスト ボックスが有効になります。既定値は [0 0 1] です。

• Input port を選択すると、1 番目の Alignment_Body 入力ポートが有効になり、ここで主要な位置合わせベクトルを指定できます。

プログラムでの使用

ブロック パラメーター: firstAlign

型: 文字ベクトル

値: ベクトル

既定値: '[0 0 1]'

プログラムでの使用

ブロック パラメーター: firstAlignExt

型: 文字ベクトル

値: 'Input port' | 'Dialog'

既定値: 'Dialog'

二次アライメント ベクトル (B_CM に対する本文) — 二次アライメントベクトル

ダイアログ (既定値) | 入力端子

ボディ座標系内の、セカンダリ拘束ベクトルと位置合わせするセカンダリ位置合わせベクトル。

依存関係

• Dialog を選択すると、二次位置合わせベクトルを指定するテキスト ボックスが有効になります。既定値は [0 1 0] です。

• Input port を選択すると、2 番目の Alignment_Body 入力ポートが有効になり、ここでセカンダリ アライメント ベクトルを指定できます。

プログラムでの使用

ブロック パラメーター: secondAlign

型: 文字ベクトル

値: ベクトル

既定値: '[0 1 0]'

プログラムでの使用

ブロック パラメーター: secondAlignExt

型: 文字ベクトル

値: 'Input port' | 'Dialog'

既定値: 'Dialog'

Constraint coordinate system — 制約座標系

ECI Axes (既定値) | ECEF Axes | NED Axes | Body-Fixed Axes

制約座標系。ECI Axes、ECEF Axes、NED Axes、または Body-Fixed Axes として指定されます。

プログラムでの使用

ブロック パラメーター: constraintCoord

型: 文字ベクトル

値: 'ECI Axes' | 'ECEF Axes' | 'NED Axes' | 'Body-Fixed Axes'

既定値: 'ECI Axes'

プライマリ制約ベクトル (B_CM に対して) — 主制約ベクトル

ダイアログ (既定値) | 入力端子

ボディ座標系内のプライマリ拘束ベクトル。プライマリ位置合わせベクトルと位置合わせします。

依存関係

• Pointing mode が Earth (Nadir) Pointing または Sun Tracking の場合、このパラメータは無効になります。

• Dialog を選択すると、主な制約ベクトルを指定するテキスト ボックスが有効になります。既定値は [1 0 0] です。

• Input port を選択すると、1 番目の Constraint_Body 入力ポートが有効になり、ここで主要な制約ベクトルを指定します。

プログラムでの使用

ブロック パラメーター: firstRef

型: 文字ベクトル

値: ベクトル

既定値: '[1 0 0]'

プログラムでの使用

ブロック パラメーター: firstRefExt

型: 文字ベクトル

値: 'Input port' | 'Dialog'

既定値: 'Dialog'

二次制約ベクトル (B_CM に対して) — 二次制約ベクトル

ダイアログ (既定値) | 入力端子

ボディ座標系内の、セカンダリ位置合わせベクトルと位置合わせするセカンダリ拘束ベクトル。

依存関係

• Dialog を選択すると、二次制約ベクトルを指定するテキスト ボックスが有効になります。既定値は [0 0 1] です。

• Input port を選択すると、2 番目の Constraint_Body 入力ポートが有効になり、ここで 2 番目の制約ベクトルを指定できます。

プログラムでの使用

ブロック パラメーター: secondRef

型: 文字ベクトル

値: ベクトル

既定値: '[0 0 1]'

プログラムでの使用

ブロック パラメーター: secondRefExt

型: 文字ベクトル

値: 'Input port' | 'Dialog'

既定値: 'Dialog'

ミッション分析

Analysis run time source — ミッション分析ライブスクリプトの実行時間のソース

ダイアログ (既定値) | Model Stop Time

ミッション分析ライブ スクリプトの実行時間のソース。次のように指定します。

• Dialog — Run time パラメータで定義されます。

• Model Stop Time — モデル構成パラメータ Stop Time で定義されます。

プログラムでの使用

ブロック パラメーター: missionRTSource

型: 文字ベクトル

値: 'Dialog' | 'Model StopTime'

既定値: 'Dialog'

Run time [sec] — ミッション分析ライブスクリプトの実行時間

6*60*60 (既定値) | スカラー

ミッション分析ライブ スクリプトの実行時間。スカラーとして指定されます。

プログラムでの使用

ブロック パラメーター: missionRT

型: 文字ベクトル

値: スカラー

既定値: '6*60*60'

Ground station geodetic latitude, longitude [deg, deg] — 地上局の位置

[42、-71] (既定値) | ベクトル

地上局の位置。測地緯度と経度 (度、度) のベクトルとして指定されます。

プログラムでの使用

ブロック パラメーター: missionGS

型: 文字ベクトル

値: ベクトル

既定値: '[42, -71]'

Run TOI analysis — 関心時間のミッション分析を有効にする

オン (既定値) | オフ

ミッション分析.live スクリプトで関心時間分析を有効にするには、このチェックボックスをオンにします。

プログラムでの使用

ブロック パラメーター: missionTOICheck

型: 文字ベクトル

値: 'on' | 'off'

既定値: 'on'

Time of interest [Julian date] — ミッション分析のライブスクリプトの関心時間

[] (既定値) | ユリウス日

ユリウス日として指定された、関心のある時間のミッション分析。シミュレーション開始日を使用するには、空の配列 ([]) を入力します。

ヒント

ユリウス日を計算するには、juliandate 関数を使用します。

プログラムでの使用

ブロック パラメーター: missionTOI

型: 文字ベクトル

値: ユリウス日

既定値: '[]'

Camera field-of-view (FOV) half angle (deg) — 視野の半分の角度

55 (既定値) | [] | スカラー

天底を向いたカメラの視野の半分の角度。分析から除外するには、空の配列 ([]) を入力します。

プログラムでの使用

ブロック パラメーター: missionEta

型: 文字ベクトル

値: '[]' | スカラー

既定値: '55'

Live script file name — ミッション分析ライブスクリプトレポートのファイル名

空白のエントリ (既定値) | ライブスクリプトファイル名

ライブ スクリプトとして生成されたミッション分析ライブ スクリプト レポートのファイル名。CubeSatMissionReport_currentdate.mlx 形式のデフォルトのミッション分析レポートを作成するには、パラメータを空白のままにします。ミッション分析レポートのライブ スクリプトを作成するには、Create Live Script Report ボタンをクリックします。

依存関係

指定したファイル名でライブ スクリプトを作成するには、Create Live Script Report ボタンをクリックします。このパラメータが空白の場合、ブロックはデフォルトのファイル名でライブ スクリプトを作成します。

プログラムでの使用

ブロック パラメーター: missionName

型: 文字ベクトル

値: 空白のエントリ | ファイル名

デフォルト: 空白のエントリ

Create Live Script Report — ミッションを分析し、ライブスクリプトレポートを作成する

ボタン

ミッションを分析し、ライブ スクリプト形式でレポートを作成するには、このボタンをクリックします。CubeSatMissionReport_currentdate.mlx 形式のデフォルトのミッション分析レポートを作成するには、パラメータを空白のままにします。ミッション分析レポートのライブ スクリプトを作成するには、Create Live Script Report ボタンをクリックします。

依存関係

Live script file name で指定したファイル名でライブ スクリプトを作成するには、Create Live Script Report ボタンをクリックします。Live script file name が空白の場合、ブロックはデフォルトのファイル名でライブ スクリプトを作成します。

参照

[1] Wertz, James R, David F. Everett, and Jeffery J. Puschell. Space Mission Engineering: The New Smad. Hawthorne, CA: Microcosm Press, 2011. Print.

バージョン履歴

R2019a で導入

R2021a: CubeSat Vehicle が ECI 座標系で伝播するようになりました

CubeSat Vehicle は、aeroiersdata.mat ファイルの地球方向パラメータ データを使用して、ECI 座標フレームで伝播するようになりました。結果は以前のリリースとは異なりますが、ブロックの以前のバージョンよりも正確です。

参考

Attitude Profile | Orbit Propagator | ecef2eci | eci2ecef | ijk2keplerian | juliandate | keplerian2ijk | siderealTime

トピック

• CubeSatのモデル化とシミュレーション