[发明专利]地外天体捕获制动变轨方法、装置及存储介质

权利要求书

1.一种地外天体捕获制动变轨方法，其特征在于，包括：

根据探测器初始轨道信息及目标轨道信息，确定过渡椭圆轨道信息，所述过渡椭圆轨道信息包括偏心率；

根据所述初始轨道信息、目标轨道信息及过渡椭圆轨道信息，确定第一变轨指令、第二变轨指令和第三变轨指令；

当探测器到达所述初始轨道近心点时，发送第一变轨指令，以从初始轨道进入过渡椭圆轨道；

当探测器到达所述过渡椭圆轨道的远心点时，发送第二变轨指令，以从所述过渡椭圆轨道进入与所述目标轨道共面的椭圆轨道；

当探测器到达所述过渡椭圆轨道的近心点时，发送第三变轨指令，以从与所述目标轨道共面的椭圆轨道进入目标轨道。

2.根据权利要求1所述的地外天体捕获制动变轨方法，其特征在于，所述初始轨道信息包括初始轨道近心点半径，所述目标轨道信息包括目标轨道偏心率，所述根据探测器初始轨道信息及目标轨道信息，确定过渡椭圆轨道信息，包括：

根据式(1)和式(2)确定过渡椭圆轨道偏心率e_m：

其中，r_a为过渡椭圆轨道远心点半径，r_g为天体引力影响球半径，r_p为初始轨道的近心点半径，e为目标轨道的偏心率。

3.根据权利要求2所述的地外天体捕获制动变轨方法，其特征在于，所述初始轨道信息包括初始轨道的近心点半径、探测器在初始轨道上的近心点处的速度大小和初始轨道倾角，所述目标轨道信息包括目标轨道的偏心率和目标轨道倾角，所述根据所述初始轨道信息、目标轨道信息及过渡椭圆轨道信息，确定第一变轨指令、第二变轨指令和第三变轨指令，包括：

根据式(3)确定第一变轨指令，

根据式(4)确定第二变轨指令，

通过式(5)确定第三变轨指令，

其中，r_p为初始轨道的近心点半径，e_m为过渡椭圆轨道的偏心率，e为目标轨道的偏心率，μ为万有引力常数，v_p0为探测器在初始轨道上的近心点处的速度大小，Δi为初始轨道和目标轨道的倾角变化量。

4.根据权利要求1所述的地外天体捕获制动变轨方法，其特征在于，所述根据所述初始轨道信息、目标轨道信息及过渡椭圆轨道信息，确定第一变轨指令、第二变轨指令和第三变轨指令之后，还包括：

根据所述第一变轨指令、第二变轨指令和第三变轨指令确定第二速度增量，所述第二速度增量为三次变轨所需速度增量；

判断第一速度增量与所述第二速度增量的大小，所述第一速度增量为由所述初始轨道经一次脉冲变轨进入所述目标轨道的速度增量；

当所述第二速度增量小于所述第一速度增量时，通过所述第一变轨指令、第二变轨指令和第三变轨指令进行捕获制动变轨。

5.根据权利要求4所述的地外天体捕获制动变轨方法，其特征在于，所述判断所述第一速度增量与所述第二速度增量的大小，包括：

当式(6)成立时，所述第一速度增量大于所述第二速度增量：

其中，r_p为探测器在初始轨道上的近心点半径，e_m为可能过渡椭圆轨道的偏心率，e为目标轨道的偏心率，μ为万有引力常数，v_p0为探测器在初始轨道上的近心点处的速度大小，Δi为初始轨道和目标轨道的倾角变化量。

6.一种地外天体捕获制动变轨装置，其特征在于，包括：

第一确定模块，用于根据探测器初始轨道信息及目标轨道信息，确定过渡椭圆轨道信息，所述过渡椭圆轨道信息包括偏心率；

第二确定模块，用于根据所述初始轨道信息、目标轨道信息及过渡椭圆轨道信息，确定第一变轨指令、第二变轨指令和第三变轨指令；

发送模块，用于当探测器到达所述初始轨道近心点时，发送第一变轨指令，以从初始轨道进入过渡椭圆轨道；当探测器到达所述过渡椭圆轨道的远心点时，发送第二变轨指令，以从所述过渡椭圆轨道进入与所述目标轨道共面的椭圆轨道；当探测器到达所述过渡椭圆轨道的近心点时，发送第三变轨指令，以从与所述目标轨道共面的椭圆轨道进入目标轨道。