FieldGHIJjsPolynomials.java

  1. /* Copyright 2002-2020 CS GROUP
  2.  * Licensed to CS GROUP (CS) under one or more
  3.  * contributor license agreements.  See the NOTICE file distributed with
  4.  * this work for additional information regarding copyright ownership.
  5.  * CS licenses this file to You under the Apache License, Version 2.0
  6.  * (the "License"); you may not use this file except in compliance with
  7.  * the License.  You may obtain a copy of the License at
  8.  *
  9.  *   http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
  10.  *
  11.  * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
  12.  * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
  13.  * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
  14.  * See the License for the specific language governing permissions and
  15.  * limitations under the License.
  16.  */
  17. package org.orekit.propagation.semianalytical.dsst.utilities;

  18. import org.hipparchus.Field;
  19. import org.hipparchus.RealFieldElement;

  20. /** Compute the G<sub>js</sub>, H<sub>js</sub>, I<sub>js</sub> and J<sub>js</sub>
  21.  *  polynomials in the equinoctial elements h, k and the direction cosines α and β
  22.  *  and their partial derivatives with respect to k, h, α and β.
  23.  *  <p>
  24.  *  The expressions used are equations 4.1-(10) from the Danielson paper.
  25.  *  </p>
  26.  *  @author Lucian Barbulescu
  27.  *  @author Bryan Cazabonne (field translation)
  28.  */
  29. public class FieldGHIJjsPolynomials<T extends RealFieldElement<T>> {

  30.     /** C<sub>j</sub>(k, h), S<sub>j</sub>(k, h) coefficient.
  31.      * (k, h) are the (x, y) component of the eccentricity vector in equinoctial elements
  32.      */
  33.     private final FieldCjSjCoefficient<T> cjsjKH;

  34.     /** C<sub>j</sub>(α, β), S<sub>j</sub>(α, β) coefficient.
  35.      * (α, β) are the direction cosines
  36.      */
  37.     private final FieldCjSjCoefficient<T> cjsjAB;

  38.     /** Create a set of G<sub>js</sub>, H<sub>js</sub>, I<sub>js</sub> and J<sub>js</sub> polynomials.
  39.      *  @param k X component of the eccentricity vector
  40.      *  @param h Y component of the eccentricity vector
  41.      *  @param alpha direction cosine α
  42.      *  @param beta direction cosine β
  43.      **/
  44.     public FieldGHIJjsPolynomials(final T k, final T h,
  45.                                   final T alpha, final T beta) {
  46.         final Field<T> field = k.getField();
  47.         this.cjsjKH = new FieldCjSjCoefficient<>(k, h, field);
  48.         this.cjsjAB = new FieldCjSjCoefficient<>(alpha, beta, field);
  49.     }

  50.     /** Get the G<sub>js</sub> coefficient.
  51.      * @param j j subscript
  52.      * @param s s subscript
  53.      * @return the G<sub>js</sub>
  54.      */
  55.     public T getGjs(final int j, final int s) {
  56.         return cjsjKH.getCj(j).multiply(cjsjAB.getCj(s)).add(cjsjKH.getSj(j).multiply(cjsjAB.getSj(s)));
  57.     }

  58.     /** Get the dG<sub>js</sub> / dk coefficient.
  59.      * @param j j subscript
  60.      * @param s s subscript
  61.      * @return the dG<sub>js</sub> / dk
  62.      */
  63.     public T getdGjsdk(final int j, final int s) {
  64.         return cjsjKH.getDcjDk(j).multiply(cjsjAB.getCj(s)).add(cjsjKH.getDsjDk(j).multiply(cjsjAB.getSj(s)));
  65.     }

  66.     /** Get the dG<sub>js</sub> / dh coefficient.
  67.      * @param j j subscript
  68.      * @param s s subscript
  69.      * @return the dG<sub>js</sub> / dh
  70.      */
  71.     public T getdGjsdh(final int j, final int s) {
  72.         return cjsjKH.getDcjDh(j).multiply(cjsjAB.getCj(s)).add(cjsjKH.getDsjDh(j).multiply(cjsjAB.getSj(s)));
  73.     }

  74.     /** Get the dG<sub>js</sub> / dα coefficient.
  75.      * @param j j subscript
  76.      * @param s s subscript
  77.      * @return the dG<sub>js</sub> / dα
  78.      */
  79.     public T getdGjsdAlpha(final int j, final int s) {
  80.         return cjsjKH.getCj(j).multiply(cjsjAB.getDcjDk(s)).add(cjsjKH.getSj(j).multiply(cjsjAB.getDsjDk(s)));
  81.     }

  82.     /** Get the dG<sub>js</sub> / dβ coefficient.
  83.      * @param j j subscript
  84.      * @param s s subscript
  85.      * @return the dG<sub>js</sub> / dβ
  86.      */
  87.     public T getdGjsdBeta(final int j, final int s) {
  88.         return cjsjKH.getCj(j).multiply(cjsjAB.getDcjDh(s)).add(cjsjKH.getSj(j).multiply(cjsjAB.getDsjDh(s)));
  89.     }

  90.     /** Get the H<sub>js</sub> coefficient.
  91.      * @param j j subscript
  92.      * @param s s subscript
  93.      * @return the H<sub>js</sub>
  94.      */
  95.     public T getHjs(final int j, final int s) {
  96.         return cjsjKH.getCj(j).multiply(cjsjAB.getSj(s)).subtract(cjsjKH.getSj(j).multiply(cjsjAB.getCj(s)));
  97.     }

  98.     /** Get the dH<sub>js</sub> / dk coefficient.
  99.      * @param j j subscript
  100.      * @param s s subscript
  101.      * @return the H<sub>js</sub> / dk
  102.      */
  103.     public T getdHjsdk(final int j, final int s) {
  104.         return cjsjKH.getDcjDk(j).multiply(cjsjAB.getSj(s)).subtract(cjsjKH.getDsjDk(j).multiply(cjsjAB.getCj(s)));
  105.     }

  106.     /** Get the dH<sub>js</sub> / dh coefficient.
  107.      * @param j j subscript
  108.      * @param s s subscript
  109.      * @return the H<sub>js</sub> / dh
  110.      */
  111.     public T getdHjsdh(final int j, final int s) {
  112.         return cjsjKH.getDcjDh(j).multiply(cjsjAB.getSj(s)).subtract(cjsjKH.getDsjDh(j).multiply(cjsjAB.getCj(s)));
  113.     }

  114.     /** Get the dH<sub>js</sub> / dα coefficient.
  115.      * @param j j subscript
  116.      * @param s s subscript
  117.      * @return the H<sub>js</sub> / dα
  118.      */
  119.     public T getdHjsdAlpha(final int j, final int s) {
  120.         return cjsjKH.getCj(j).multiply(cjsjAB.getDsjDk(s)).subtract(cjsjKH.getSj(j).multiply(cjsjAB.getDcjDk(s)));
  121.     }

  122.     /** Get the dH<sub>js</sub> / dβ coefficient.
  123.      * @param j j subscript
  124.      * @param s s subscript
  125.      * @return the H<sub>js</sub> / dβ
  126.      */
  127.     public T getdHjsdBeta(final int j, final int s) {
  128.         return cjsjKH.getCj(j).multiply(cjsjAB.getDsjDh(s)).subtract(cjsjKH.getSj(j).multiply(cjsjAB.getDcjDh(s)));
  129.     }

  130.     /** Get the I<sub>js</sub> coefficient.
  131.      * @param j j subscript
  132.      * @param s s subscript
  133.      * @return the I<sub>js</sub>
  134.      */
  135.     public T getIjs(final int j, final int s) {
  136.         return cjsjKH.getCj(j).multiply(cjsjAB.getSj(s)).add(cjsjKH.getSj(j).multiply(cjsjAB.getCj(s)));
  137.     }

  138.     /** Get the dI<sub>js</sub> / dk coefficient.
  139.      * @param j j subscript
  140.      * @param s s subscript
  141.      * @return the I<sub>js</sub> / dk
  142.      */
  143.     public T getdIjsdk(final int j, final int s) {
  144.         return cjsjKH.getDcjDk(j).multiply(cjsjAB.getSj(s)).add(cjsjKH.getDsjDk(j).multiply(cjsjAB.getCj(s)));
  145.     }

  146.     /** Get the dI<sub>js</sub> / dh coefficient.
  147.      * @param j j subscript
  148.      * @param s s subscript
  149.      * @return the I<sub>js</sub> / dh
  150.      */
  151.     public T getdIjsdh(final int j, final int s) {
  152.         return cjsjKH.getDcjDh(j).multiply(cjsjAB.getSj(s)).add(cjsjKH.getDsjDh(j).multiply(cjsjAB.getCj(s)));
  153.     }

  154.     /** Get the dI<sub>js</sub> / dα coefficient.
  155.      * @param j j subscript
  156.      * @param s s subscript
  157.      * @return the I<sub>js</sub> / dα
  158.      */
  159.     public T getdIjsdAlpha(final int j, final int s) {
  160.         return cjsjKH.getCj(j).multiply(cjsjAB.getDsjDk(s)).add(cjsjKH.getSj(j).multiply(cjsjAB.getDcjDk(s)));
  161.     }

  162.     /** Get the dI<sub>js</sub> / dβ coefficient.
  163.      * @param j j subscript
  164.      * @param s s subscript
  165.      * @return the I<sub>js</sub> / dβ
  166.      */
  167.     public T getdIjsdBeta(final int j, final int s) {
  168.         return cjsjKH.getCj(j).multiply(cjsjAB.getDsjDh(s)).add(cjsjKH.getSj(j).multiply(cjsjAB.getDcjDh(s)));
  169.     }

  170.     /** Get the J<sub>js</sub> coefficient.
  171.      * @param j j subscript
  172.      * @param s s subscript
  173.      * @return the J<sub>js</sub>
  174.      */
  175.     public T getJjs(final int j, final int s) {
  176.         return cjsjKH.getCj(j).multiply(cjsjAB.getCj(s)).subtract(cjsjKH.getSj(j).multiply(cjsjAB.getSj(s)));
  177.     }

  178.     /** Get the dJ<sub>js</sub> / dk coefficient.
  179.      * @param j j subscript
  180.      * @param s s subscript
  181.      * @return the J<sub>js</sub> / dk
  182.      */
  183.     public T getdJjsdk(final int j, final int s) {
  184.         return cjsjKH.getDcjDk(j).multiply(cjsjAB.getCj(s)).subtract(cjsjKH.getDsjDk(j).multiply(cjsjAB.getSj(s)));
  185.     }
  186.     /** Get the dJ<sub>js</sub> / dh coefficient.
  187.      * @param j j subscript
  188.      * @param s s subscript
  189.      * @return the J<sub>js</sub> / dh
  190.      */
  191.     public T getdJjsdh(final int j, final int s) {
  192.         return cjsjKH.getDcjDh(j).multiply(cjsjAB.getCj(s)).subtract(cjsjKH.getDsjDh(j).multiply(cjsjAB.getSj(s)));
  193.     }
  194.     /** Get the dJ<sub>js</sub> / dα coefficient.
  195.      * @param j j subscript
  196.      * @param s s subscript
  197.      * @return the J<sub>js</sub> / dα
  198.      */
  199.     public T getdJjsdAlpha(final int j, final int s) {
  200.         return cjsjKH.getCj(j).multiply(cjsjAB.getDcjDk(s)).subtract(cjsjKH.getSj(j).multiply(cjsjAB.getDsjDk(s)));
  201.     }
  202.     /** Get the dJ<sub>js</sub> / dβ coefficient.
  203.      * @param j j subscript
  204.      * @param s s subscript
  205.      * @return the J<sub>js</sub> / dβ
  206.      */
  207.     public T getdJjsdBeta(final int j, final int s) {
  208.         return cjsjKH.getCj(j).multiply(cjsjAB.getDcjDh(s)).subtract(cjsjKH.getSj(j).multiply(cjsjAB.getDsjDh(s)));
  209.     }

  210. }