[发明专利]一种考虑光照约束的地球同步轨道航天器自主绕飞方法

权利要求书

1.一种考虑光照约束的地球同步轨道航天器自主绕飞方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、以地心为圆心O建立地心惯性坐标系O-XYZ；

其中：X轴位于赤道平面、且+X轴由地心指向春分点，+Z轴由地心指向北极，Y轴位于赤道平面、且+Y轴、+X轴和+Z轴符合右手定则；

以服务航天器的质心为圆心O_T建立服务航天器轨道坐标系O_T-x_Ty_Tz_T；

其中：+z_T轴为服务航天器位置矢量的反向，+y_T轴为服务航天器运行轨道平面法向量的反向，+x_T轴、+y_T轴和+z_T轴符合右手定则；

以目标航天器的质心为圆心O_S建立目标航天器轨道坐标系O_S-x_Sy_Sz_S；

其中：+z_S轴为目标航天器位置矢量的反向，+y_S轴为目标航天器运行轨道平面法向量的反向，+x_S轴、+y_S轴和+z_S轴符合右手定则；

以目标航天器的质心为圆心O_S建立Hill坐标系O_S-x_Hy_Hz_H；

其中：+x_H轴为目标航天器位置矢量方向，+z_H轴为目标航天器运行轨道平面法向，y_H轴位于目标航天器运行轨道平面、且+x_H轴、+y_H轴和+z_H轴符合右手定则；

步骤二、建立目标航天器和服务航天器的相对动力学模型；

步骤三、将目标航天器和服务航天器的相对动力学模型转化到目标航天器轨道坐标系上，得到目标航天器轨道坐标系下的相对运动学模型；

步骤四、计算服务航天器由初始位置运行到满足光照条件位置B所需要的时间；

步骤五、服务航天器从初始位置运行到满足光照条件位置B时进行第一次变轨，计算服务航天器的第一次变轨速度增量，再根据计算出的第一次变轨速度增量执行第一次变轨；

服务航天器从满足光照条件位置B运行到转移轨道与绕飞轨道的切点位置C时进行第二次变轨，计算服务航天器的第二次变轨速度增量，再根据计算出的第二次变轨速度增量执行第二次变轨；

第二次变轨后即完成满足光照条件的服务航天器相对于目标航天器的自主绕飞。

2.根据权利要求1所述的一种考虑光照约束的地球同步轨道航天器自主绕飞方法，其特征在于，所述步骤二的具体过程为：

目标航天器和服务航天器的相对动力学模型表示为：

其中：x_h、y_h、z_h为目标航天器的位置矢量在Hill坐标系下的三轴分量；ω为目标航天器轨道角速度；代表对x_h求一阶导数，代表对x_h求二阶导数，代表对y_h求一阶导数，代表对y_h求二阶导数，代表对z_h求二阶导数。