astrogator

name: astrogator description: 运行轨道机动序列(MCS),功能与 STK Astrogator 基本一致。支持初始状态、轨道递推、脉冲/有限推力机动、目标序列(微分修正)、跟随段等。用户需要霍曼转移、地月转移、轨道设计、机动序列仿真时使用。

Astrogator 轨道机动序列技能 (Astrogator MCS)

通过 Astrox WebAPI 的 POST /Astrogator/RunMCS,按 Mission Control Sequence (MCS, 轨道机动序列) 依次执行各飞行段,完成轨道递推、机动与目标求解。概念与用法与 STK Astrogator 基本一致:以 MainSequence 定义段序列,在 TargetSequence 中配置 Differential Corrector(微分修正) 求解机动参数。

核心指令 (Core Instructions)

1. 输入解析:识别中心天体 CentralBody、主序列 MainSequence,以及可选的 Entities、Propagators、EngineModels。
2. 段类型判定:根据任务选择段类型——InitialState(初始状态)、Propagate(递推)、ManeuverImpulsive(脉冲机动)、ManeuverFinite(有限推力机动)、TargetSequence(目标序列/微分修正)、Sequence(子序列)、Follow(跟随其它实体)、Stop(终止)。
3. 初始状态:首段通常为 InitialState,InitialState.Element 支持 $type 为 Keplerian、Cartesian 或 Spherical。
4. 积分器:PropagatorName 引用内置缺省积分器(如 Earth_Point_Mass、Earth_Hpop_default_v10)或输入中的 Propagators 自定义积分器。
5. 终止条件:StopConditions 常用 $type 包括 Duration(固定时长,s)、Epoch(历元)、Periapsis、Apoapsis、Scalar(标量条件,如高度、速度等)。
6. 目标求解:在 TargetSequence.Profiles 中配置 $type: "DifferentialCorrector",通过 ControlParameters(自变量)与 Results(约束)迭代求解。
7. API 调用逻辑:向 {BASE_URL}/Astrogator/RunMCS 发送 POST,Content-Type: application/json。
8. 结果判定:先判 HTTP 状态,再判 IsSuccess;成功时读取 MainSequenceResults(各段结果)与 Positions(Czml 位置序列,可选)。

API 规范 (Tool Definition)

接口地址

POST /Astrogator/RunMCS

输入参数结构 (JSON)

MainSequence 段类型 ($type)

InitialState / AgVAState 主要字段

Element 子类型

常用缺省积分器 (PropagatorName)

自定义积分器通过顶层 Propagators 数组定义,段内 PropagatorName 引用其 Name。

脉冲机动姿态 (AttitudeControl)

微分修正自变量命名示例:ImpulsiveMnvr.Cartesian.X、ImpulsiveMnvr.Spherical.Magnitude。

TargetSequence / DifferentialCorrector

段内 Results 定义可读取的标量(如 ModifiedKeplerianElement 的 RadiusOfApoapsis、Eccentricity),供 Profile 约束引用。

响应数据结构 (MCSOutput)

Positions 结构与 Czml 位置输出类似;详见 shared-docs/api-schemas/CzmlPositionOut.md。

注意事项

• 距离单位均为 米(m),速度为 m/s,角度为 deg,时长为 s,质量为 kg。
• 每段必须设置唯一 Name;微分修正的 ParentName 须与段名一致。
• MainSequence 第一段通常为 InitialState;Follow 段可省略 InitialState,直接跟随 Entities 中的 Leader。
• 使用缺省积分器时无需传 Propagators;地月/日心等多体任务可能需自定义 Propagators 与 Entities。
• 仅关心段标量结果、不需轨迹点时,设 ComputeCzmlPositions: false 可减小响应体积。
• 更多复杂示例见仓库 raw/Astrogator/(Propagate, Maneuver, ManeuverImpulsive, Target, Follow 等子目录)。

标准执行流程

1. 参数预检

• 检查 MainSequence 非空且首段合理(InitialState 或 Follow)
• 各段 $type、Name 完整
• Propagate/ManeuverFinite 段含 StopConditions
• TargetSequence 的 ControlParameters 与 Results 的 ParentName 可对应到段名

2. 模型判定

• 近地简单任务优先 Earth_Point_Mass
• 需大气/光压/高阶引力时用 Earth_Hpop_default_v10 或自定义 Propagator

3. 请求构造

• 按 OpenAPI 契约原样传参;$type discriminator 不可省略

4. 结果判定

• HTTP 200 且 IsSuccess = true
• TargetSequence 失败时查看 Profile 迭代信息与 Message

5. 输出归一化

• 摘要:中心天体、段数、是否含目标求解
• 核心输出:末段轨道参数、机动 Delta-V、约束满足情况
• 可选:从 Positions 提取轨迹

调用示例(最小可运行:递推 1 天)

场景:地球圆轨道,质点引力,固定时长递推 86400 s。

export BASE_URL=http://astrox.cn:8765
curl "${BASE_URL}/Astrogator/RunMCS" \
  --request POST \
  --header 'Content-Type: application/json' \
  --data-binary "@astrogator/fixtures/mcs-propagate-duration-min.json"

脉冲机动 + 递推

curl "${BASE_URL}/Astrogator/RunMCS" \
  --request POST \
  --header 'Content-Type: application/json' \
  --data-binary "@astrogator/fixtures/mcs-maneuver-impulsive-along-velocity-min.json"

霍曼转移(微分修正)

两脉冲霍曼变轨:自变量为两次脉冲 VNC-X 分量,约束远地点半径与末轨道偏心率。

curl "${BASE_URL}/Astrogator/RunMCS" \
  --request POST \
  --header 'Content-Type: application/json' \
  --data-binary "@astrogator/fixtures/mcs-hohmann-target-min.json"

本地快速验证(可选)

export BASE_URL=http://astrox.cn:8765
curl "${BASE_URL}/Astrogator/RunMCS" \
  --request POST \
  --header 'Content-Type: application/json' \
  --data-binary "@skills/astrogator/fixtures/mcs-propagate-duration-min.json" | jq '{IsSuccess, Message, segmentCount: (.MainSequenceResults | length)}'

更多示例与测试数据 (fixtures)

Propagate(轨道递推)

ManeuverImpulsive(脉冲机动)

ManeuverFinite(有限推力机动)

TargetSequence(目标序列/微分修正)

Follow(跟随段)

上游参考示例 (raw/Astrogator)

编写新 MCS 时,优先在 raw/Astrogator/ 中查找相近场景 JSON,再按需裁剪为 fixture。