[发明专利]一种航天飞行器的自主轨道重规划方法

说明书

本发明涉及一种航天飞行器的自主轨道重规划方法，包括如下步骤：采集航天器状态信息；根据状态信息计算轨道是否超差；根据超差情况判读是否进行重规划，如果不超差，按正常默认轨道飞行，如果超差，则进行弹道重规划；按照优先级的顺序判断轨道参数库中能到达的目标轨道参数对应的最小i值，最小i值对应的预选轨道作为新的目标轨道；控制飞行器按新目标轨道飞行。本发明创造性的使航天飞行器具备自主轨道重规划能力，能够实现故障状态下的自救，在故障情况下完成预期目标，减少经济损失和降低安全风险；通过自主的方式，不依赖地面设备和人员，降低了人力物力成本。

技术领域

本发明涉及一种航天飞行器的自主轨道重规划方法，属航天器飞行器制导控制领域。

背景技术

传统的航天运输器，典型的如运载火箭，都是一次发射，起飞后不管，即起飞后如遇到发动机故障或其它意外情况，只能听天由命，不能进行轨道重新规划，因而不具备故障挽救能力，因此在故障情况下往往会造成较大的经济损失，甚至会发生安全事故。某些飞行器虽然具备轨道重新规划能力，具有故障挽救功能，(如卫星等，当出现火箭未将其送入预定轨道或有较大轨道偏差时，会通过接收地面注入上传的指令，进行轨道重新规划)但是都是基于天地通讯模式进行重规划，即在地面生成故障情况下轨道重规划指令，通过远程遥控方式上传至飞行器，这种方式一方面需要地面测控设备和大量技术人员支持，耗费巨大的人力物力成本，另一方面还受测控弧段和天地通讯情况的限制，当某些故障发生在测控盲区时或者出现天地通讯故障时，仍会使得飞行器无法接收到地面指令而导致故障无法挽救。

航天飞行器是介于有效载荷与基础级运载火箭之间的具有自主轨道机动能力的新型航天运输工具，具有长时间在轨、多次启动、自主飞行、强大机动能力等特点。此航天飞行器能够完成多星发射、卫星部署、空间试验、交会、再入返回和轨道机动等任务。是提高火箭性能和提高任务适应能力的有效途径，倍受世界各航天大国的高度重视。

如何利用飞行器携带的相关传感器敏感到的自身状态参数如速度位置等信息，自主选择新的最优目标轨道，是本领域急需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种航天飞行器的自主轨道重规划方法，进行在线自主判断，自主选择新的最优目标轨道，使得航天飞行器可以通过轨道重规划而具备故障挽救能力。

本发明目的通过如下技术方案予以实现：

提供一种航天飞行器的自主轨道重规划方法，包括如下步骤：

(1)采集航天飞行器在滑行段t_s时刻的飞行状态信息，飞行状态信息包括：距离起飞时刻的相对时间t_s，航天飞行器控制系统的坐标系t_s时刻的速度[Vx，Vy，Vz]和位置[x，y，z]；计算轨道参数，包括：半长轴a、离心率e、轨道倾角i、近地点幅角ω、升交点赤经Ω、真近点角f；

(2)判断轨道参数是否存在超差，如果轨道参数均没有超差，则不进行轨道重规划，飞行器沿默认轨道飞行；如果任一轨道参数存在超差，则进入步骤(3)；