Qu'est-ce que la détermination de l'orbite?

Dans l'astronomie, la détermination de l'orbite signifie prédire la façon dont les objets dans l'espace se sont ornés mutuellement.Il existe plusieurs méthodes pour faire ces prédictions.La méthode initiale de détermination de l'orbite est la méthode la plus simple et nécessite deux mesures pour trouver la direction et la vitesse d'un corps en orbite.La méthode des moindres carrés est plus précise mais nécessite de nombreuses estimations de la même orbite pour produire une prédiction de la direction, de la vitesse et de l'erreur d'orbite.La méthode de traitement séquentielle est la plus précise et nécessite de nombreuses estimations de l'erreur d'orbite à partir des modèles précédents.Cette méthode produit de nouveaux modèles orbitaux qui prennent en compte les différents facteurs qui provoquent une erreur d'orbite, comme les petites collisions avec la poussière d'espace.

L'application de la détermination de l'orbite va des satellites de positionnement global (GPS) aux orbites d'étoile binaires.L'erreur d'orbite peut entraîner des problèmes majeurs dans le système GPS et doit être constamment surveillé.Les objets qui devraient entrer en collision avec la Terre devraient être prédits avec des méthodes de détermination orbitale avant l'impact.

La détermination initiale de l'orbite a été utilisée à travers l'histoire et développée indépendamment par de nombreux astronomes.Il a été utilisé par Johannes Kepler pour dériver ses trois lois sur la motion planétaire.Le premier modèle d'orbite précis pour la planète Mars a également été développé en utilisant la détermination initiale de l'orbite.

Puisqu'il a été développé pour la première fois par Carl Friedrich Gauss en 1801, la méthode la moins carrée a remplacé l'utilisation de la détermination initiale de l'orbite.Une période orbitale est une boucle complète d'une orbite.La méthode la moins carrée montre qu'entre les périodes orbitales complètes, il y a toujours des erreurs qui se forment en raison de forces inconnues et d'interactions du corps en orbite pendant le voyage.La détermination initiale de l'orbite ne prend pas en compte les données précédentes.Ce n'est que la première étape de la détermination de l'orbite moderne car la méthode la moins carrée calcule l'erreur d'orbite.

La méthode de traitement séquentielle est la plus préférée en raison de la modélisation informatique.Avec cette méthode et le théorème de Sherman, les astronomes développent des modèles orbitaux avec l'utilisation d'ordinateurs pour trouver la position future, la vitesse, la direction et l'erreur orbitale avec des données très limitées.Le théorème de Sherman nécessite une autre étape mathématique vers la méthode de traitement séquentielle, appelée linéarisation.

Les mathématiques complexes et les données étendues requises pour l'utilisation de la méthode de traitement séquentielle ne sont souvent pas disponibles, donc les astronomes produisent des estimations pour la méthode de traitement séquentielle.Cela réduit la difficulté de la détermination de l'orbite mais augmente légèrement l'orbite.Ce processus est appelé référence à l'estimation de l'État.Les astronomes utilisent le référencement et la linéarisation des estimations d'état que lorsque les données orbitales qu'ils étudient sont trop petites pour utiliser les méthodes non linéaires de traitement séquentiel.