[發(fā)明專利]一種高面質(zhì)比航天器軌道動力學(xué)分析方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610039859.2
• 申請日: 2016-01-21
• 公開（公告）號: CN105718659A
• 公開（公告）日: 2016-06-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 寧昕;李琪;袁建平;岳曉奎
• 申請（專利權(quán)）人: 西北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 西北工業(yè)大學(xué)專利中心 61204
• 代理人: 顧潮琪

1.一種高面質(zhì)比航天器軌道動力學(xué)分析方法，其特征在于包括下述步驟：

(1)計算地球慣性坐標(biāo)系下地球的引力勢能其中，φ代表地心緯度，P_n代表第n階勒讓德多項式，R代表地球的半徑，μ代表引力系數(shù)，J_n代表帶諧系數(shù)，r代表航天器所在位置處的地心距；

(2)計算太陽光壓力其中代表太陽光壓力，A代表航天器的橫截面積，P代表太陽光壓強(qiáng)度，代表太陽光線的單位矢量，代表沿著表面正法線方向的單位矢量，ρ_a表示被吸收系數(shù)，ρ_d表示漫反射系數(shù)，ρ_s表示完全反射系數(shù)；

(3)建立地球陰影坐標(biāo)系原點o位于地球質(zhì)心，軸沿太陽光線方向，軸垂直于航天器所在軌道平面，軸由右手定則確定；若航天器在坐標(biāo)系下的位置坐標(biāo)(x′,y′,z′)滿足x′＞0且R代表地球半徑，則判斷航天器處于地球陰影中；

(4)計算大氣阻力其中，C_D代表阻力系數(shù)，ρ代表大氣密度，代表航天器速度，A_drag代表航天器沿速度方向的橫截面積；

(5)根據(jù)高面質(zhì)比航天器所受到的動能T和勢能V得到拉格朗日函數(shù)L＝T-V；選取廣義坐標(biāo)q，求得相應(yīng)的廣義動量得到哈密爾頓函數(shù)其中p_i、q_i分別表示廣義坐標(biāo)、動量的第i個分量；

(6)基于建立的動力學(xué)模型，分別仿真太陽光壓和大氣阻力對處于不同初始軌道條件下的高面質(zhì)比航天器軌道的影響，得到高面質(zhì)比航天器在一個軌道周期內(nèi)軌道要素的變化，得出軌道要素變化與初始軌道條件之間的關(guān)系，進(jìn)而分析太陽光壓和大氣阻力對不同初始軌道條件下的高面質(zhì)比航天器的影響；

(7)基于建立的動力學(xué)模型，仿真太陽光壓和大氣阻力對于不同初始軌道條件下的高面質(zhì)比航天器的偏心率、半長軸以及近地點俯角的影響，從仿真圖中搜索滿足偏心率和半長軸在一個周期內(nèi)總的變化為零而近地點俯角的變化等于太陽光線進(jìn)動角度的線，從而得到平衡軌道所需滿足的初始軌道條件。