[發(fā)明專利]一種圓參考軌道下給定邊界的衛(wèi)星初始相對狀態(tài)確定方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410450128.8
• 申請日: 2014-09-05
• 公開（公告）號: CN104200030B
• 公開（公告）日: 2017-03-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張育林;王兆魁;黨朝輝;張學(xué)陽;安梅巖;蔣超;劉紅衛(wèi);侯振東;張斌斌;程子龍
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;G06N3/12
• 代理公司: 北京市盛峰律師事務(wù)所11337
• 代理人: 席小東

1.一種圓參考軌道下給定邊界的衛(wèi)星初始相對狀態(tài)確定方法，其特征在于，所述圓參考軌道是指參考星所在軌道的偏心率為零的軌道；

包括以下步驟：

S1，建立用于確定周期性相對運(yùn)動條件下給定邊界的初始相對狀態(tài)的第一類優(yōu)化模型，該第一類優(yōu)化模型的目標(biāo)函數(shù)為：

$\underset{X}{min}J=\left|\right|d_{\min }^{req}-d_{min}|{|}^2+||d_{\max }^{req}-d_{max}|{|}^2;$

該第一類優(yōu)化模型的約束條件為：

s.t.

$\left\{\begin{array}{c}{c}_1=\frac{{\stackrel{\·}{x}}_0}{n},c_2=\frac{2}{n}{\stackrel{\·}{y}}_0+3x_0,c_4=y_0-\frac{2}{n}{\stackrel{\·}{x}}_0,c_5=\frac{{\stackrel{\·}{z}}_0}{n},c_6=z_0,c_3=2x_0+\frac{{\stackrel{\·}{y}}_0}{n}=0\\ g_1=4c_1^2+c_2^2+c_4^2+c_6^2-4c_1{c}_4\\ g_2=4(-3c_1{c}_2+2c_2{c}_4-c_5{c}_6)\\ g_3=2(-2c_1^2+7c_2^2+c_4^2+2c_5^2-c_6^2)\\ g_4=4(3c_1{c}_2+2c_2{c}_4+c_5{c}_6)\\ g_5=4c_1^2+c_2^2+c_4^2+c_6^2+4c_1{c}_4\\ S=\{s_i\∈|g_2{s}_i^4+2(g_3-2g_1)s_i^3+3(g_4-g_2)s_i^2+2(g_5-g_3)s_i-g_4=0\}\\ d_{\max }=\underset{s_i\∈S}{\max }\left(\frac{1}{1+s_i^2}\sqrt{g_1{s}_i^4+g_2{s}_i^3+g_3{s}_i^2+g_4{s}_i+g_5}\right)\\ d_{\min }=\underset{s_i\∈S}{\min }\left(\frac{1}{1+s_i^2}\sqrt{g_1{s}_i^4+g_2{s}_i^3+g_3{s}_i^2+g_4{s}_i+g_5}\right)\end{array}\right.;$

其中，J為目標(biāo)函數(shù)；

—期望的星間距離上界；

—期望的星間距離下界；

d_max—實(shí)際的星間距離上界；

d_min—實(shí)際的星間距離下界；

—待求解的跟蹤星初始相對狀態(tài)向量；

x₀—跟蹤星在參考星當(dāng)?shù)剀壍雷鴺?biāo)系下，相對參考星的初始相對位置在x軸上的分量；

y₀—跟蹤星在參考星當(dāng)?shù)剀壍雷鴺?biāo)系下，相對參考星的初始相對位置在y軸上的分量；

z₀—跟蹤星在參考星當(dāng)?shù)剀壍雷鴺?biāo)系下，相對參考星的初始相對位置在z軸上的分量；

—跟蹤星在參考星當(dāng)?shù)剀壍雷鴺?biāo)系下，相對參考星的初始相對速度在x軸上的分量；

—跟蹤星在參考星當(dāng)?shù)剀壍雷鴺?biāo)系下，相對參考星的初始相對速度在y軸上的分量；

—跟蹤星在參考星當(dāng)?shù)剀壍雷鴺?biāo)系下，相對參考星的初始相對速度在z軸上的分量；

n—參考星的軌道角速度，其中，μ為地球引力常數(shù)；a為參考星的軌道半長軸，是已知量；

r₀—參考星的矢徑，由于參考星運(yùn)行在圓軌道上，則：r₀＝a；

S2，以作為設(shè)計(jì)變量，以n、r₀作為已知輸入量，按照一定的優(yōu)化算法對各個(gè)設(shè)計(jì)變量進(jìn)行優(yōu)化，最終得到符合期望星間距離上界和期望星間距離下界的衛(wèi)星初始相對狀態(tài)。