[发明专利]一种航天器非质心相对运动建模方法

说明书

技术领域

本发明涉及航天器相对运动技术领域，涉及一种航天器非质心相对运动建模方法。

背景技术

航天器相对运动建模与控制是进行空间接近、交会对接、模块更换、抓捕操作的基础，已有的建模方法主要集中在以质心为参考点的相对运动建模方面，包括基于矢量代数描述的建模方法和基于螺旋对偶数描述的建模方法。

基于矢量代数方法进行空间相对运动的建模，一般是将位置矢量描述的轨道动力学模型和方向余弦(或者四元数或者罗德里格斯参数)描述的姿态动力学模型联合起来，其本质还是对转动和平移分开建模，不利于进行姿轨耦合分析和控制。基于螺旋对偶数描述建立的航天器相对运动姿轨耦合动力学模型，可将轨道和姿态运动用统一形式表述，便于姿轨耦合分析和控制器设计。

已有建模方法中，对于运动的描述均采用刚体或航天器质心作为运动参考点，而在诸如在轨维修、在轨装配、废弃维修回收等操作任务过程中，往往需要考虑的是位于航天器表面上(非质心)的装置之间的相对运动，质心模型使得任务操作过程中还需要针对表面上的操作点额外进行运动规划，降低了任务完成效率。因此，有必要针对非质心点建立相对运动模型。

参考文献

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发明内容

为了解决现有技术存在的问题，本发明提出了一种航天器非质心相对运动建模方法，避免额外运动规划，提高任务完成效率。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种航天器非质心相对运动建模方法，首先通过引入合理的转换算子，建立航天器关于非质心点的绝对速度旋量；之后建立两航天器非质心点之间的相对速度旋量；最后推导得到航天器非质心点相对运动动力学模型。

进一步，具体包括以下步骤：

步骤一、建立航天器非质心点的绝对速度旋量