[發明專利]一種基于工程約束的月地轉移軌道修正方法

有效

• 申請號: 202110272097.1
• 申請日: 2021-03-12
• 公開（公告）號: CN113086250B
• 公開（公告）日: 2023-04-14
• 發明（設計）人: 孟占峰;高珊;盛瑞卿;鄒樂洋;朱舜杰;汪中生
• 申請（專利權）人: 北京空間飛行器總體設計部
• 主分類號: B64G1/24
• 分類號: B64G1/24;G06F17/11
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 陳鵬

1.一種基于工程約束的月地轉移軌道修正方法，其特征在于，包括：

在探測器根據預設的月地轉移軌道運動過程中，實時采集所述探測器運動的時間信息；

當所述時間信息為預設的第一次修正時刻時，根據測定軌獲取的預設初始軌道參數確定所述第一次修正時刻對應的第一軌道參數，根據所述第一軌道參數計算預設再入點的參數，其中，所述第一軌道參數包括位置和速度，所述再入點的參數包括再入點高度、固連系傾角、再入角以及著陸點固連系位置矢量與軌道面法向之間的夾角；

根據所述再入點的參數調整所述第一軌道參數，直到調整后的第一軌道參數使得所述再入點的參數滿足預設約束條件為止，根據調整后的第一軌道參數控制所述探測器運動，其中，所述預設約束條件包括再入點高度約束條件、固連系傾角約束條件、再入角約束條件以及再入點固連系位置矢量與軌道面法向之間的夾角約束條件；

根據所述第一軌道參數計算預設再入點的參數，包括：

確定探測器運動到第一次修正時刻的位置和速度(r₁,v₁)以及探測器運動到預設再入點的位置和速度(r_f,v_f)，然后將(r_f,v_f)轉化為地球固連系下的位置和速度然后通過如下公式計算得到再入點高度、固連系傾角和再入角：

通過下式計算再入點高度：

H_f＝|r_f|-R_E?(1)

其中，R_E表示地球半徑；

通過下式計算固連系傾角：

其中，表示表示所述軌道面法向，即固連系下軌道角動量，表示所述角動量的Z方向分量；

通過下式計算再入角：

根據上述公式(1)～(3)得到再入點的參數：

根據所述再入點的參數調整所述第一軌道參數，直到調整后的第一軌道參數使得所述再入點的參數滿足預設約束條件為止，包括：

根據所述再入點的參數以及預設參數目標值計算偏差值，判斷所述偏差值是否小于第一預設閾值；

若不小于，則根據所述偏差值計算所述第一次修正時刻的速度增量，并根據所述速度增量調整所述第一軌道參數中的速度得到調整后的第一軌道參數，根據所述調整后的第一軌道參數計算所述再入點的參數；

根據所述再入點的參數計算所述夾角與預設目標夾角之間的角度差值，判斷所述角度差值是否小于第二預設閾值；

若不小于，則根據所述角度差值調整探測器剩余飛行時間，根據所述剩余飛行時間調整所述第一軌道參數中的速度得到調整后的第一軌道參數，根據所述調整后的第一軌道參數計算所述再入點的參數，直到所述偏差值小于所述第一預設閾值且所述角度差值是小于所述第二預設閾值為止；

根據所述偏差值計算所述第一次修正時刻的速度增量，包括：

通過如下公式計算所述速度增量：

q＝f₁(v₁)

其中Δv₁表示所述速度增量；Δq表示所述偏差值；q表示所述再入點的參數；f₁(v₁)表示所述第一軌道參數中的速度與所述再入點的參數之間的函數關系；

根據所述再入點的參數計算所述夾角與預設目標夾角之間的角度差值，包括：

通過如下公式計算所述角度差值：

Δθ_f＝90°-θ_f

其中Δθ_f表示所述角度差值；θ_f表示所述再入點固連系位置矢量與軌道面法向之間的夾角；表示所述再入點固連系位置矢量；表示所述軌道面法向；

根據所述角度差值調整探測器剩余飛行時間，包括：

確定所述第一次修正時刻，根據所述第一次修正時刻確定所述探測器的剩余飛行時間；

根據所述角度差值計算所述飛行時間的修正量，根據所述修正量調整所述剩余飛行時間；

根據所述角度差值計算所述飛行時間的修正量，包括：

通過如下公式計算所述飛行時間的修正量：

其中，ΔT表示所述飛行時間的修正量；ω_e表示預設的地球自轉角速度。