[發明專利]攝動軌道機動瞄準方法和裝置

有效

• 申請號: 202110209217.3
• 申請日: 2021-02-25
• 公開（公告）號: CN112800548B
• 公開（公告）日: 2023-02-03
• 發明（設計）人: 羅亞中;舒鵬;楊震;張進;周劍勇
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: G06F30/15
• 分類號: G06F30/15;G06F30/20
• 代理公司: 長沙國科天河知識產權代理有限公司 43225
• 代理人: 邱軼

本申請涉及攝動軌道機動瞄準方法和裝置，所述方法包括步驟：根據建立的微分代數攝動軌道遞推模型，提取得到航天器機動終端位置關于初始速度的高階狀態轉移多項式；根據高階狀態轉移多項式，建立微分代數反向映射攝動蘭伯特模型；根據微分代數反向映射攝動蘭伯特模型，建立微分代數同倫迭代攝動蘭伯特模型；獲取航天器的初始速度預測數據，輸入微分代數同倫迭代攝動蘭伯特模型進行求解，得到初始速度預測數據對應的攝動蘭伯特解；根據攝動蘭伯特解控制航天器進行攝動軌道機動瞄準。通過采用上述方案，可適應任意攝動模型，適用性較強且軌道求解效率高。

技術領域

本申請涉及航天器軌道機動與空間操控技術領域，特別是涉及一種攝動軌道機動瞄準方法和裝置。

背景技術

航天器在進行交會對接、在軌維修、碎片清除和編隊重構等任務的過程中，都需要進行軌道機動以轉移到特定的位置。目前大多數航天器的軌道機動可以視為脈沖機動，對蘭伯特問題進行求解可以得到所需的機動。在二體假設下，已經有比較成熟的蘭伯特問題求解算法。由于航天器的實際飛行總是受到各種攝動因素的影響，若忽視這些影響仍按二體假設的解施加機動，則會使得實際軌道偏離預期的位置，導致空間操作任務失敗。

對于攝動情況下的蘭伯特問題求解，目前已有一些方法被先后提出。在獲取二體軌道狀態轉移矩陣的基礎上，有學者提出了采用微分修正的方法求解攝動蘭伯特的解。另外，若不使用二體軌道轉移矩陣，采用數值微分技術構造微分修正矩陣，則使用牛頓迭代方法也可對該問題進行求解處理。然而，在實現本發明過程中，發明人發現該方法在軌道轉移時間較長的情況下收斂性較差，存在著適用性較差的技術問題。

發明內容

基于此，有必要針對上述技術問題，提供一種適用性較強的攝動軌道機動瞄準方法、一種攝動軌道機動瞄準裝置、一種計算機設備以及一種計算機可讀存儲介質。

為了實現上述目的，本發明實施例采用以下技術方案：

一方面，本發明實施例提供一種攝動軌道機動瞄準方法，包括步驟：

根據建立的微分代數攝動軌道遞推模型，提取得到航天器機動終端位置關于初始速度的高階狀態轉移多項式；

根據高階狀態轉移多項式，建立微分代數反向映射攝動蘭伯特模型；

根據微分代數反向映射攝動蘭伯特模型，建立微分代數同倫迭代攝動蘭伯特模型；

獲取航天器的初始速度預測數據，輸入微分代數同倫迭代攝動蘭伯特模型進行求解，得到初始速度預測數據對應的攝動蘭伯特解；

根據攝動蘭伯特解控制航天器進行攝動軌道機動瞄準。

另一方面，還提供一種攝動軌道機動瞄準裝置，包括：

多項式處理模塊，用于根據建立的微分代數攝動軌道遞推模型，提取得到航天器機動終端位置關于初始速度的高階狀態轉移多項式；

映射模型模塊，用于根據高階狀態轉移多項式，建立微分代數反向映射攝動蘭伯特模型；

同倫模型模塊，用于根據微分代數反向映射攝動蘭伯特模型，建立微分代數同倫迭代攝動蘭伯特模型；

求解處理模塊，用于獲取航天器的初始速度預測數據，輸入微分代數同倫迭代攝動蘭伯特模型進行求解，得到初始速度預測數據對應的攝動蘭伯特解；

機動瞄準模塊，用于根據攝動蘭伯特解控制航天器進行攝動軌道機動瞄準。

又一方面，還提供一種計算機設備，包括存儲器和處理器，存儲器存儲有計算機程序，處理器執行計算機程序時實現上述攝動軌道機動瞄準方法的步驟。

再一方面，還提供一種計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機程序，計算機程序被處理器執行時實現上述攝動軌道機動瞄準方法的步驟。