[發(fā)明專利]一種空間飛行器的遠(yuǎn)程交會(huì)制導(dǎo)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810068339.3
• 申請(qǐng)日: 2018-01-24
• 公開（公告）號(hào): CN109094818B
• 公開（公告）日: 2021-01-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫遠(yuǎn)輝;趙倩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京電子工程總體研究所
• 主分類號(hào): G01C21/24
• 分類號(hào): G01C21/24
• 代理公司: 北京正理專利代理有限公司 11257
• 代理人: 付生輝

1.一種空間飛行器的遠(yuǎn)程交會(huì)制導(dǎo)方法，其特征在于，包括：

根據(jù)飛行器的飛行參數(shù)和交會(huì)位置，計(jì)算得到初始的增益速度；

根據(jù)飛行器的飛行參數(shù)、增益速度和交會(huì)位置，外推計(jì)算得到交會(huì)偏差；

根據(jù)飛行器的飛行參數(shù)、終端位置和速度計(jì)算當(dāng)前時(shí)刻位置和速度的偏導(dǎo)數(shù)，得到偏導(dǎo)數(shù)矩陣；

利用偏導(dǎo)數(shù)矩陣和交會(huì)偏差計(jì)算出修正的增益速度。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，所述飛行參數(shù)包括飛行器的飛行時(shí)刻、位置、速度、交會(huì)時(shí)刻以及交會(huì)位置。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，所述初始的增益速度根據(jù)二體軌道理論、采用蘭伯特算法計(jì)算。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，所述交會(huì)偏差為采用中間軌道法，進(jìn)行外推計(jì)算得到交會(huì)時(shí)刻飛行器的位置，并與已知的交會(huì)位置進(jìn)行求差計(jì)算而得到。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，所述偏導(dǎo)數(shù)矩陣用于計(jì)算起始時(shí)刻位置或速度的微小攝動(dòng)對(duì)外推時(shí)刻位置、速度的影響。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述方法，其特征在于，所述初始的增益速度采用第一公式計(jì)算，所述第一公式為：

其中，所述z為普適變量，x(z)、S(z)和y(z)為z的函數(shù)，A為根據(jù)飛行器起始點(diǎn)和終點(diǎn)的位置得出的常值，μ是地球引力常數(shù)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述方法，其特征在于，所述x(z)、S(z)和y(z)由第一方程組和第二方程組計(jì)算得到，所述第一方程組為：

所述第二方程組為：

8.根據(jù)權(quán)利要求4所述方法，其特征在于，所述中間軌道法的計(jì)算包括：

將當(dāng)前時(shí)刻的J2000坐標(biāo)系下的位置矢量轉(zhuǎn)化為橢球坐標(biāo)系下的位置矢量；

計(jì)算Jacobi前三個(gè)常數(shù)，其中，第一常數(shù)為：

第二常數(shù)為：

第三常數(shù)為：

計(jì)算第一函數(shù)和第二函數(shù)的四次式，所述四次式包括：

F(ρ)＝μ[c²p₀(1-S₀)+(ρ²+c²)(γ₀ρ²+2ρ-p₀)]，

F(ρ)＝μγ₁(γρ²+2ρ-p)(ρ²+2A₁ρ+B₁)，

G(η)＝μ[-p₀(1-S₀)+(1-η²)(p₀+2δη+c²γ₀η²)]，

G(η)＝μS₁p₀(S+2Pη-η²)(1+P₁η-Q₁η²)；

初始化六個(gè)積分常數(shù)，其中，所述六個(gè)積分常數(shù)包括第一至第六積分常數(shù)，其計(jì)算公式為：

N₂＝D₁[u+k₁T₂/2+k₁T₂/2+3k₁²T₄/8+5k₁³T₆/16]，

其中，T₀＝u，T₁＝1-cosu，T_k＝[(k-1)T_k-2-cosusin^k-1u]/k,k＝2,...,6；

計(jì)算Jacobi后三個(gè)常數(shù)，其中，所述后三個(gè)常數(shù)的計(jì)算公式為：

t_i+β₁＝R₁(ρ_i)+c²N₁(η_i)，

β₂＝-α₂R₂(ρ_i)+α₂N₂(η_i)，

β₃＝φ_i+c²α₃R₃(ρ_i)-α₃N₃(η_i)，

其中，

其中，

將橢球坐標(biāo)系下的位置矢量通過(guò)第一轉(zhuǎn)化公式轉(zhuǎn)換為J2000坐標(biāo)系的位置矢量，

所述第一轉(zhuǎn)化公式為：

其中，

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，所述偏導(dǎo)數(shù)矩陣采用解析方程組計(jì)算，所述解析方程組為：

式中，

其中，R₀和V₀為t₀時(shí)刻位置、速度的大小，R和V為t_f時(shí)刻位置、速度的大小。