[發(fā)明專利]一種基于預(yù)測離軌點(diǎn)精度的自主允許離軌判斷方法

有效

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• 申請日: 2019-04-08
• 公開（公告）號(hào): CN109927941B
• 公開（公告）日: 2020-12-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 石凱宇;陳勤;王洪濤;閆捷;李海濱
• 申請（專利權(quán)）人: 北京電子工程總體研究所
• 主分類號(hào): B64G1/24
• 分類號(hào): B64G1/24
• 代理公司: 北京正理專利代理有限公司 11257
• 代理人: 付生輝

本發(fā)明公開一種基于預(yù)測離軌點(diǎn)精度的自主允許離軌判斷方法，包括：確定預(yù)測離軌時(shí)空點(diǎn)和離軌點(diǎn)精度位置門限，并上注給返回式飛行器；確定自主允許離軌判斷的時(shí)機(jī)；在允許離軌判斷時(shí)刻，獲取返回式飛行器的赤慣系位置和赤慣系速度；計(jì)算允許離軌判斷時(shí)刻瞬時(shí)軌道根數(shù)；計(jì)算預(yù)測離軌時(shí)刻的赤慣系位置；及基于所述預(yù)測離軌時(shí)刻的赤慣系位置和理論赤慣系位置自主進(jìn)行判斷。本發(fā)明中通過計(jì)算預(yù)測離軌時(shí)刻的赤慣系位置，及對預(yù)測離軌時(shí)刻的赤慣系位置和理論赤慣系位置誤差值與離軌點(diǎn)精度位置門限的比較，實(shí)現(xiàn)自主允許離軌判斷，能夠滿足測控資源有限的貨運(yùn)飛船允許離軌判斷的不足，降低對地面測控資源和中繼資源的依賴性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及自主允許離軌判斷方法。更具體地，涉及一種基于預(yù)測離軌點(diǎn)精度的自主允許離軌判斷方法。

背景技術(shù)

返回式飛行器是指在太空執(zhí)行完任務(wù)后，其整體或其中的一部分需再入地球稠密大氣層并在地面安全著陸的飛行器。返回式衛(wèi)星、載人飛船、航天飛機(jī)的軌道器以及采集月球或其他行星樣品送回地球的深空探測器，都屬于返回式飛行器。其中，航天飛機(jī)的軌道器為整體返回，返回式衛(wèi)星、載人飛船等僅其返回艙具有返回功能。

返回式飛行器的允許離軌判斷是指根據(jù)飛行器的當(dāng)前狀況判斷是否滿足離軌條件。飛行器的當(dāng)前狀況判斷包括設(shè)備健康狀態(tài)判斷以及軌道狀態(tài)判斷，其中，設(shè)備健康狀態(tài)一般是指飛行器的電量、推進(jìn)劑量、導(dǎo)航設(shè)備的功能和性能的判斷，該判斷與飛行器的配置關(guān)系較大，不具有通用性；軌道狀態(tài)判斷一般是指飛行器的軌道誤差是否滿足飛行器的離軌機(jī)動(dòng)能力要求，該判斷方法與飛行器配置關(guān)系不大，具有一定的通用性，因此更具有研究意義。

在工程上，允許離軌判斷一般分地面判斷和航天員自主判斷：

(1)地面判斷是指地面人員根據(jù)飛行器的遙測下來的飛行器位置、速度等軌道信息，判斷軌道根數(shù)偏離標(biāo)稱軌道根數(shù)的情況。若偏離過大，則認(rèn)為軌道已經(jīng)嚴(yán)重偏離標(biāo)稱軌道，無法按照原定的離軌時(shí)刻進(jìn)行離軌。該方法的優(yōu)點(diǎn)是對飛行器的計(jì)算能力要求小，且能夠有效避免自主判斷可能出現(xiàn)的誤判情況。但是，該方法的缺點(diǎn)是對地面測控資源和中繼資源的依賴性非常強(qiáng)，當(dāng)?shù)孛鏈y控站和中繼資源較少時(shí)，遙測下來的軌道信息較少，會(huì)導(dǎo)致軌道預(yù)報(bào)精度較差，將可能會(huì)對軌道的偏離程度產(chǎn)生誤導(dǎo)。

(2)航天員自主判斷是指飛行器上的航天員根據(jù)當(dāng)前的位置、速度等軌道信息，判斷軌道根數(shù)偏離標(biāo)稱軌道根數(shù)的情況。若偏離過大，則認(rèn)為軌道已經(jīng)嚴(yán)重偏離標(biāo)稱軌道，無法按照原定的離軌時(shí)刻進(jìn)行離軌。該方法的優(yōu)點(diǎn)是對地面測控資源和中繼資源的依賴性較弱，但其缺點(diǎn)是對航天員的依賴性較高。而且，對于貨運(yùn)飛船，該方法并不適用。

綜上可知，傳統(tǒng)的兩種允許離軌判斷方法對于測控資源或者航天員的依賴性很高，因此在使用上具有一定的局限性。特別地，在測控資源有限的貨運(yùn)飛船上，傳統(tǒng)的允許離軌判斷方法不再適用。

因此，針對現(xiàn)有技術(shù)無法滿足測控資源有限的貨運(yùn)飛船允許離軌判斷的不足，需要提供一種基于預(yù)測離軌點(diǎn)精度的自主允許離軌判斷方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于預(yù)測離軌點(diǎn)精度的自主允許離軌判斷方法，能夠降低對于測控資源或者航天員的依賴性，滿足測控資源有限的貨運(yùn)飛船允許離軌判斷的要求。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：

一種基于預(yù)測離軌點(diǎn)精度的自主允許離軌判斷方法，該方法包括：

確定預(yù)測離軌時(shí)空點(diǎn)和離軌點(diǎn)精度位置門限，并上注給返回式飛行器；

確定自主允許離軌判斷的時(shí)機(jī)；

在允許離軌判斷時(shí)刻，獲取返回式飛行器的赤慣系位置和赤慣系速度；

計(jì)算允許離軌判斷時(shí)刻瞬時(shí)軌道根數(shù)；

計(jì)算預(yù)測離軌時(shí)刻的赤慣系位置；及