[發明專利]共線平動點使命軌道維持控制的系統偏差處理方法和裝置

有效

• 申請號: 201910854967.9
• 申請日: 2019-09-10
• 公開（公告）號: CN110673543B
• 公開（公告）日: 2021-01-22
• 發明（設計）人: 梁偉光;劉勇;馬傳令;陳明;謝劍鋒;段建鋒;張堯;曹鵬飛;劉成軍
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍63920部隊
• 主分類號: G05B19/19
• 分類號: G05B19/19
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 董文倩

本發明公開了一種共線平動點使命軌道維持控制的系統偏差處理方法和裝置。其中，該方法包括：獲取共線平動點使命軌道的軌控數據；對軌控數據進行特征提取，得到軌控特征；基于軌控特征和系統偏差的特征關聯結果，得到系統偏差，其中，特征關聯結果用于表征系統偏差和軌控特征之間的關聯關系。本發明解決了相關技術中共線平動點使命軌道維持控制的系統偏差處理準確度較低的技術問題。

技術領域

本發明涉及深空探測技術領域，具體而言，涉及一種共線平動點使命軌道維持控制的系統偏差處理方法和裝置。

背景技術

三體系統中有五個平動點(又稱拉格朗日點)L1、L2、L3、L4、L5，其中L1、L2、L3與兩個主天體共在一條直線上，因此均稱為共線平動點。航天器執行共線平動點任務時，通常以環繞共線平動點的軌道作為使命軌道。

以地月系L2點Halo軌道作為代表性平動點使命軌道為例，Halo軌道為弱穩定軌道，易受到攝動影響而發散。航天器在軌長期運行時，需實施必要的軌道控制，以維持Halo軌道空間構型。地月L2點Halo軌道的弱穩定性使得軌道對控制誤差效果非常敏感：毫米/秒級別的軌道計算誤差會使得難以無控維持2圈以上Halo軌道，厘米/秒級別的系統偏差則難以維持1圈。

系統偏差在實際工程中普遍存在，且明顯大于軌道計算誤差，在軌道控制中為主要偏差項。如在Halo軌道控制中不考慮系統偏差，則會導致控后軌道偏差較大，Halo軌道維持時間短。控后軌道偏離目標軌道時，推進劑消耗會隨偏差指數增加，且頻繁軌控也會增加推進劑消耗。

由于系統偏差具有數值不穩定、分布規律不明顯的特點，現有技術中共線平動點使命軌道維持控制的系統偏差處理準確度較低。

針對上述的問題，目前尚未見有提出過有效的解決方案。

發明內容

本發明實施例提供了一種共線平動點使命軌道維持控制的系統偏差處理方法和裝置，以至少解決相關技術中共線平動點使命軌道維持控制的系統偏差處理準確度較低的技術問題。

根據本發明實施例的一個方面，提供了一種共線平動點使命軌道維持控制的系統偏差處理方法，包括：獲取共線平動點使命軌道的軌控數據；對軌控數據進行特征提取，得到軌控特征；基于軌控特征和系統偏差的特征關聯結果，得到系統偏差，其中，特征關聯結果用于表征系統偏差和軌控特征之間的關聯關系。

進一步地，上述方法還包括：基于共線平動點使命軌道的歷史軌控數據，得到歷史系統偏差；從歷史軌控數據中提取軌控參數，軌控參數至少包括：上注速度參數、軌控位置坐標、角動量變化數據、太陽矢量數據；對軌控參數進行特征提取，得到歷史軌控特征，歷史軌控特征至少包括：上注速度、軌道相位、農歷時刻、維持時長、角動量變化量和太陽方位；對歷史系統偏差和歷史軌控特征進行關聯分布分析，得到特征關聯結果。

進一步地，歷史軌控數據包括：軌控前的第一定軌結果、軌控后的第二定軌結果、目標定軌結果和軌控姿態，其中，基于共線平動點使命軌道的歷史軌控數據，得到歷史系統偏差包括：將第一定軌結果、第二定軌結果和目標定軌結果轉換為速度，得到控前速度、控后速度和軌控速度增量；獲取控前速度和軌控速度增量之和，得到和值；獲取控后速度和和值之差，得到速度偏差；基于速度偏差和軌控姿態，得到歷史系統偏差。

進一步地，將第一定軌結果、第二定軌結果和目標定軌結果轉換為速度，得到控前速度、控后速度和軌控速度增量包括：將第一定軌結果、第二定軌結果和目標定軌結果外推至軌控時刻，得到第一速度、第二速度和目標速度；將第一速度、第二速度和目標速度轉換至同一個坐標系，得到控前速度、控后速度和軌控速度增量。

進一步地，基于速度偏差和軌控姿態，得到歷史系統偏差包括：獲取速度偏差在軌控姿態對應的坐標系中的多個方向分量；獲取多個方向分量中的軌控方向分量，得到歷史系統偏差。