Имитационное обучение позволяет анализировать, тестировать и оптимизировать системы в виртуальной среде без необходимости проведения реальных экспериментов. В работе приведен краткий обзор популярных программ, позволяющих осуществлять имитационное моделирование движения искусственных спутников Земли. Цель исследования – разработать трехмерную модель движения искусственных спутников вокруг Земли, принимая во внимание форму планеты и атмосферные воздействия, и оценить эффективность ее применения в образовательном процессе. Модель реализована в виде виртуального прибора с использованием графического языка программирования. Моделируется орбита возмущенного движения спутника с учетом несферичности Земли и влияния атмосферы. Описаны рабочая область и интерфейс программы. Для улучшения наглядности реализована функция искусственного, искаженного усиления влияния возмущающих факторов на движение спутника. Приведен пример реализации программы. Виртуальный прибор решает вопрос наглядности обучения при изучении теоретических основ движения спутников в околоземном космическом пространстве. Позволяет моделировать траекторию невозмущенного и возмущенного движения искусственного спутника вокруг Земли, анализировать зависимости размеров, формы и ориентации орбиты от значений ее элементов и параметров спутника, учитывать влияния несферичности и атмосферы Земли на движение спутника. Программа предназначена для использования обучающимися и преподавателями в очном и дистанционном режимах обучения.
Simulation learning allows you to analyze, test, and optimize systems in a virtual environment without the need for real experiments. The paper provides a brief overview of popular programs that allow for the simulation of the movement of artificial Earth satellites. The aim of the study is to develop a three-dimensional model of the motion of artificial satellites around the Earth, taking into account the shape of the planet and atmospheric effects, and to evaluate the effectiveness of its application in the educational process. The model is implemented as a virtual instrument using a graphical programming language. The orbit of the disturbed motion of the satellite is modeled taking into account the non-sphericity of the Earth and the influence of the atmosphere. The program’s workspace and interface are described. To improve clarity, an artificial, distorted amplification function for the influence of disturbing factors is implemented. An example of program implementation is provided. The virtual instrument solves the problem of visualization of training when studying the theoretical foundations of the movement of satellites in near-Earth space. It allows one to simulate the trajectory of the undisturbed and disturbed motion of an artificial satellite around the Earth, to analyze the dependence of the size, shape and orientation of the orbit on the values of its elements and the parameters of the satellite, and to take into account the influence of the non-sphericity and the Earth’s atmosphere on the motion of the satellite.The program is intended for use by students and teachers in both in-person and distance learning modes.
1. Егорычева Е.В., Тюрина С.Ю., Сидоров А.А., Орлова Е.В. Инновационные образовательные технологии в техническом вузе // Современные наукоемкие технологии. 2021. № 6 (ч. 2). С. 312–316. URL: https://top-technologies.ru/ru/article/view?id=38740 (дата обращения: 03.01.2026). DOI: 10.17513/snt.38740.
2. Коваленко Е.И. Инновационные технологии в области профессионального образования // Современные проблемы науки и образования. 2025. № 1. URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=33906 (дата обращения: 03.01.2026). DOI: 10.17513/spno.33906.
3. Вайгенд М. Математическое моделирование и программирование в естественнонаучном образовании // Компьютерные инструменты в образовании. 2019. № 2. С. 55–64. URL: http://cte.eltech.ru/ojs/index.php/kio/article/view/1599 (дата обращения: 03.01.2025). DOI: 10.32603/2071-2340-2019-2-55-64.
4. Алдохина В.Н., Куликов С.В., Королев В.О. Модель прогнозирования движения искусственного спутника Земли в околоземном космическом пространстве // Современные наукоемкие технологии. 2021. № 1. С. 7–11. URL: https://top-technologies.ru/ru/article/view?id=38463 (дата обращения: 03.01.2026). DOI: 10.17513/snt.38463.
5. Алдохина В.Н., Гудаев Р.А., Смирнов М.С., Шаймухаметов Ш.И. Модель системы мониторинга и контроля воздушно-космического пространства // Труды Военно-космической академии имени А.Ф. Можайского. 2019. № 668. С. 8–19. URL: https://vka.mil.ru/Nauka/Nauchnye-trudy (дата обращения: 03.11.2025).
6. Алдохина В.Н., Королев В.О. Программная реализация построения орбиты искусственного спутника Земли // Компьютерные инструменты в образовании. 2024. № 2. С. 48–57. URL: http://cte.eltech.ru/ojs/index.php/kio/article/view/1829 (дата обращения: 03.01.2026). DOI: 10.32603/2071-2340-2024-2-48-57.
7. Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ RU 2020615106. Орбита ИСЗ: № 2020614119: заявлено 13.04.2020: опубл. 15.05.2020 / Aлдохина В.Н., Королев В.О., Куликов С.В., Федоренко Д.С. URL: https://www.fips.ru/publication-web/publications/document?type=doc&tab=PrEVM&id=4D6D76D4-1EA2-41C0-8B5C-7795218E6830 (дата обращения: 03.11.2025).
8. Мирер С.А. Механика космического полета. Орбитальное движение. М.: Резолит, 2007. 267 с. ISBN 5-86567-090-5.
9. Эльясберг П. Введение в теорию полета искусственных спутников Земли. М.: Ленанд, 2024. 544 с. ISBN 978-5-9710-7887-6.
10. Эскобал П. Методы определения орбит. М.: Мир, 1970. 472 c.
11. ГОСТ Р 53460-2009. Глобальная справочная атмосфера для высот от 0 до 120 км для аэрокосмической практики. Параметры. М.: Стандартинформ, 2011. 182 с.
12. ГОСТ 4401-81. Атмосфера стандартная. Параметры. М.: ИПК Издательство стандартов, 2004. 180 с.
13. Самарский А.П. Динамическое моделирование непрерывных технологических процессов в среде LabVIEW // Российский химический журнал. 2022. Т. LXVI. № 2. С. 8–15. URL: https://rcj.isuct.ru/article/view/4561 (дата обращения: 03.01.2026). DOI: 10.6060/rcj.2022662.2.
14. Клюсилов А.В., Кудрявцев В.О. Виртуальный прибор для изучения операционных усилителей на платформе NI ELVIS // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2019. Т. 19. № 4. С. 767–770. URL: https://ntv.ifmo.ru/ru/article/18795 (дата обращения: 03.01.2026). DOI: 10.17586/2226-1494-2019-19-4-767-770.
15. Сухорученков К.В., Мараева Е.В., Александрова О.А. Виртуальный прибор для расчета параметров эпитаксиальных слоев при выращивании гетероструктур // Компьютерные инструменты в образовании. 2023. № 1. С. 96–105. URL: http://cte.eltech.ru/ojs/index.php/kio/article/view/1765 (дата обращения: 03.11.2025). DOI: 10.32603/10.32603/2071-2340-2023-1-96-105.