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True anomaly

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20: 58: 3662: 1360: 2435: 1150: 631: 799: 1545: 1879: 2253: 1723: 1448: 1355:{\displaystyle {\begin{aligned}\sin {\nu }&={{{\sqrt {1-e^{2}\,}}\sin {E}} \over {1-e\cos {E}}}\\\tan {\nu }={{\sin {\nu }} \over {\cos {\nu }}}&={{{\sqrt {1-e^{2}\,}}\sin {E}} \over {\cos {E}-e}}\end{aligned}}} 2079: 943: 2245: 1131: 2866: 2591: 1155: 2782: 2170: 1781: 560: 728: 1459: 1792: 1625: 2430:{\displaystyle \nu =M+\left(2e-{\frac {1}{4}}e^{3}\right)\sin {M}+{\frac {5}{4}}e^{2}\sin {2M}+{\frac {13}{12}}e^{3}\sin {3M}+\operatorname {\mathcal {O}} \left(e^{4}\right).} 1598: 1571: 2487: 2200: 2112: 2458: 1910: 1052: 1633: 2806: 1371: 1922: 890: 880:
with zero inclination the argument of latitude is also undefined, because there is no uniquely determined line of nodes. One uses the
2205: 2754: 1060: 2507: 453: 3539: 2731: 2117: 1728: 3599: 2613: 225: 2501:
The radius (distance between the focus of attraction and the orbiting body) is related to the true anomaly by the formula
626:{\displaystyle \nu =\arccos {{\mathbf {e} \cdot \mathbf {r} } \over {\mathbf {\left|e\right|} \mathbf {\left|r\right|} }}} 294: 794:{\displaystyle u=\arccos {{\mathbf {n} \cdot \mathbf {r} } \over {\mathbf {\left|n\right|} \mathbf {\left|r\right|} }}} 2839: 3594: 3474: 2893: 3559: 3313: 1550:
Alternatively, a form of this equation was derived by that avoids numerical issues when the arguments are near
715:
the true anomaly is undefined, because circular orbits do not have a uniquely determined periapsis. Instead the
3632: 3271: 3262: 2999: 2800: 1540:{\displaystyle \nu =2\,\operatorname {arctan} \left(\,{\sqrt {{1+e\,} \over {1-e\,}}}\tan {E \over 2}\,\right)} 115: 3579: 3049: 1874:{\displaystyle \nu =E+2\operatorname {arctan} \left(\,{\frac {\beta \sin {E}}{1-\beta \cos {E}}}\,\right)} 3524: 2726:. AIAA Education Series. American Institute of Aeronautics & Astronautics. p. 212 (Eq. (5.32)). 2440:
Note that for reasons of accuracy this approximation is usually limited to orbits where the eccentricity
446: 379: 3504: 3331: 1603: 3642: 1576: 3627: 3152: 374: 289: 2787:(4 ed.). Bristol, UK; Philadelphia, PA: Institute of Physics (IoP). p. 78 (Eq. (4.65)). 3637: 2945: 2663: 1012: 993: 862: 695: 675: 245: 3499: 3101: 3021: 3009: 2490: 439: 162: 2721: 1553: 3622: 3564: 3534: 3322: 3199: 3167: 3137: 3096: 3081: 2960: 551: 347: 182: 90: 2466: 3647: 3469: 3253: 3142: 3111: 3039: 3014: 2989: 2950: 2931: 2886: 2788: 2763: 2675: 2178: 2090: 716: 220: 177: 167: 95: 8: 3509: 3304: 3044: 685: 467: 262: 100: 2792: 2767: 2679: 1718:{\displaystyle \tan {{\frac {1}{2}}(\nu -E)}={\frac {\beta \sin {E}}{1-\beta \cos {E}}}} 3182: 3071: 2969: 2699: 2443: 1895: 1037: 335: 210: 2664:"A Note on the Relations between True and Eccentric Anomalies in the Two-Body Problem" 3549: 3447: 3377: 3132: 3086: 3004: 2849: 2835: 2796: 2727: 2703: 2691: 2618: 1913: 1032: 523: 250: 187: 66: 3529: 3461: 3225: 3187: 3061: 3031: 2984: 2683: 2085: 1443:{\displaystyle \tan {\nu \over 2}={\sqrt {{1+e\,} \over {1-e\,}}}\tan {E \over 2}} 420: 369: 134: 78: 3686: 3569: 3162: 3066: 3056: 2955: 2879: 2601: 479: 425: 330: 240: 215: 3691: 3665: 3617: 3609: 3604: 3489: 3484: 3415: 3395: 3386: 2979: 2965: 2941: 2936: 2911: 881: 877: 712: 494: 397: 313: 307: 230: 155: 149: 144: 3680: 3519: 3514: 3433: 3076: 2994: 2695: 402: 235: 192: 19: 3584: 3494: 3351: 3209: 3106: 2974: 2623: 1890: 527: 505: 110: 105: 3589: 3424: 3194: 3174: 3091: 2074:{\displaystyle \nu =M+2\sum _{k=1}^{\infty }{\frac {1}{k}}\left\sin {kM}} 486:
and the current position of the body, as seen from the main focus of the
284: 2853: 3157: 2871: 2687: 1627:
are always in the same quadrant, there will not be any sign problems.
364: 320: 279: 57: 3574: 2926: 2633: 483: 475: 938:{\displaystyle l=\arccos {r_{x} \over {\mathbf {\left|r\right|} }}} 2652:
Fundamentals of Astrodynamics and Applications by David A. Vallado
522:) that defines a position along an orbit, the other two being the 3479: 2628: 1141: 487: 2723:
An Introduction to the Mathematics and Methods of Astrodynamics
2240:{\displaystyle \operatorname {\mathcal {O}} \left(e^{4}\right)} 1126:{\displaystyle \cos {\nu }={{\cos {E}-e} \over {1-e\cos {E}}}} 3284: 2903: 85: 511:, and is usually restricted to the range 0–360° (0–2π rad). 2586:{\displaystyle r(t)=a\,{1-e^{2} \over 1+e\cos \nu (t)}\,\!} 1573:, as the two tangents become infinite. Additionally, since 1137: 840:
is a vector pointing towards the ascending node (i.e. the
2856:(Reprint of the 1918 Cambridge University Press edition.) 2165:{\displaystyle \beta ={\frac {1-{\sqrt {1-e^{2}}}}{e}}} 1776:{\displaystyle \beta ={\frac {e}{1+{\sqrt {1-e^{2}}}}}} 871: 2510: 2469: 2446: 2256: 2208: 2181: 2120: 2093: 1925: 1898: 1889:
The true anomaly can be calculated directly from the
1795: 1731: 1636: 1606: 1579: 1556: 1462: 1374: 1153: 1063: 1040: 893: 731: 563: 2715: 2713: 2493:, where more details about the expansion are given. 2867:
Federal Aviation Administration - Describing Orbits
478:that defines the position of a body moving along a 2585: 2481: 2452: 2429: 2239: 2194: 2164: 2106: 2073: 1904: 1873: 1775: 1717: 1619: 1592: 1565: 1539: 1442: 1354: 1125: 1046: 937: 793: 625: 2710: 2582: 3678: 2846:An Introductory Treatise on Dynamical Astronomy 2887: 2661: 1022: 447: 490:(the point around which the object orbits). 482:. It is the angle between the direction of 2496: 493:The true anomaly is usually denoted by the 3661: 2894: 2880: 2830:Murray, C. D. & Dermott, S. F., 1999, 454: 440: 2834:, Cambridge University Press, Cambridge. 2581: 2529: 1865: 1822: 1531: 1510: 1498: 1484: 1472: 1419: 1407: 1312: 1197: 2901: 1884: 18: 2746: 3679: 3540:Transposition, docking, and extraction 2719: 1027:The relation between the true anomaly 2875: 2752: 538: 31:. The center of the ellipse is point 872:Circular orbit with zero inclination 702:in the figure) of the orbiting body. 518:is one of three angular parameters ( 2780: 13: 2824: 2398: 2211: 1996: 1991: 1957: 14: 3703: 3600:Kepler's laws of planetary motion 2860: 2614:Kepler's laws of planetary motion 1620:{\displaystyle {\frac {\nu }{2}}} 706: 226:Kepler's laws of planetary motion 3660: 3595:Interplanetary Transport Network 3475:Collision avoidance (spacecraft) 2848:, Dover Publications, New York. 2662:Broucke, R.; Cefola, P. (1973). 924: 780: 767: 756: 748: 612: 599: 588: 580: 56: 3560:Astronomical coordinate systems 3314:Longitude of the ascending node 2756:Textbook on Spherical Astronomy 3633:Retrograde and prograde motion 2774: 2655: 2646: 2575: 2569: 2520: 2514: 2046: 2032: 2023: 2011: 1666: 1654: 1593:{\displaystyle {\frac {E}{2}}} 1: 2639: 16:Parameter of Keplerian orbits 3580:Equatorial coordinate system 2175:Omitting all terms of order 7: 2607: 533: 380:Tsiolkovsky rocket equation 10: 3708: 3332:Longitude of the periapsis 2762:. p. 120 (Eq. (87)). 1023:From the eccentric anomaly 349:Engineering and efficiency 168:Bi-elliptic transfer orbit 23:The true anomaly of point 3656: 3643:Specific angular momentum 3548: 3460: 3404: 3340: 3293: 3233: 3224: 3120: 3030: 2919: 2910: 543:For elliptic orbits, the 35:, and the focus is point 2497:Radius from true anomaly 2247:), it can be written as 2202:or higher (indicated by 1566:{\displaystyle \pm \pi } 375:Propellant mass fraction 274:Gravitational influences 3638:Specific orbital energy 1013:orbital velocity vector 994:orbital position vector 863:orbital position vector 696:orbital position vector 676:orbital velocity vector 550:can be calculated from 246:Specific orbital energy 3050:Geostationary transfer 2844:Plummer, H. C., 1960, 2587: 2491:equation of the center 2483: 2482:{\displaystyle \nu -M} 2454: 2431: 2241: 2196: 2166: 2108: 2075: 2000: 1961: 1906: 1875: 1777: 1719: 1621: 1594: 1567: 1541: 1444: 1356: 1127: 1048: 939: 795: 627: 163:Hohmann transfer orbit 40: 3623:Orbital state vectors 3565:Characteristic energy 3535:Trans-lunar injection 3323:Argument of periapsis 3000:Prograde / Retrograde 2961:Hyperbolic trajectory 2832:Solar System Dynamics 2753:Smart, W. M. (1977). 2720:Battin, R.H. (1999). 2588: 2484: 2455: 2432: 2242: 2197: 2195:{\displaystyle e^{4}} 2167: 2109: 2107:{\displaystyle J_{n}} 2076: 1977: 1941: 1907: 1885:From the mean anomaly 1876: 1778: 1720: 1622: 1595: 1568: 1542: 1445: 1357: 1128: 1049: 940: 796: 678:of the orbiting body, 628: 552:orbital state vectors 359:Preflight engineering 91:Argument of periapsis 22: 3470:Bi-elliptic transfer 2990:Parabolic trajectory 2508: 2467: 2444: 2254: 2206: 2179: 2118: 2091: 1923: 1896: 1793: 1729: 1634: 1604: 1577: 1554: 1460: 1372: 1151: 1061: 1038: 891: 729: 717:argument of latitude 561: 415:Propulsive maneuvers 3510:Low-energy transfer 2793:2005ormo.book.....R 2768:1977tsa..book.....S 2680:1973CeMec...7..388B 2668:Celestial Mechanics 686:eccentricity vector 468:celestial mechanics 392:Efficiency measures 295:Sphere of influence 264:Celestial mechanics 46:Part of a series on 3505:Inclination change 3153:Distant retrograde 2781:Roy, A.E. (2005). 2688:10.1007/BF01227859 2583: 2479: 2450: 2427: 2237: 2192: 2162: 2104: 2071: 1902: 1871: 1773: 1715: 1617: 1590: 1563: 1537: 1440: 1352: 1350: 1123: 1044: 1011:-component of the 992:-component of the 935: 861:-component of the 791: 623: 539:From state vectors 211:Dynamical friction 41: 3674: 3673: 3648:Two-line elements 3456: 3455: 3378:Eccentric anomaly 3220: 3219: 3087:Orbit of the Moon 2946:Highly elliptical 2733:978-1-60086-026-3 2619:Eccentric anomaly 2579: 2453:{\displaystyle e} 2367: 2330: 2291: 2160: 2154: 1970: 1914:Fourier expansion 1905:{\displaystyle M} 1863: 1771: 1768: 1713: 1652: 1615: 1588: 1529: 1513: 1512: 1438: 1422: 1421: 1389: 1365:or equivalently: 1346: 1313: 1282: 1234: 1198: 1121: 1047:{\displaystyle E} 1033:eccentric anomaly 933: 789: 621: 524:eccentric anomaly 514:The true anomaly 464: 463: 314:Lagrangian points 251:Vis-viva equation 221:Kepler's equation 68:Orbital mechanics 3699: 3664: 3663: 3605:Lagrangian point 3500:Hohmann transfer 3445: 3431: 3422: 3413: 3393: 3384: 3375: 3366: 3362: 3358: 3349: 3329: 3320: 3311: 3302: 3282: 3278: 3269: 3260: 3251: 3231: 3230: 3200:Heliosynchronous 3149:Lagrange points 3102:Transatmospheric 2917: 2916: 2896: 2889: 2882: 2873: 2872: 2818: 2817: 2815: 2814: 2805:. 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Index



Orbital mechanics
Orbital elements
Apsis
Argument of periapsis
Eccentricity
Inclination
Mean anomaly
Orbital nodes
Semi-major axis
True anomaly
two-body orbits
Circular orbit
Elliptic orbit
Transfer orbit
Hohmann transfer orbit
Bi-elliptic transfer orbit
Parabolic orbit
Hyperbolic orbit
Radial orbit
Decaying orbit
Dynamical friction
Escape velocity
Kepler's equation
Kepler's laws of planetary motion
Orbital period
Orbital velocity
Surface gravity
Specific orbital energy

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