[发明专利]一种基于多目标优化算法的航天器最优Lambert轨道交会方法

权利要求书

1.基于多目标优化算法的航天器最优Lambert轨道交会方法，其特征在于，包括以下步骤：

根据航天器确定脉冲推力Lambert交会对应的Lambert问题的拉格朗日表示形式，根据Lambert问题的拉格朗日表示形式计算异面Lambert交会的转移轨道参数，得到Lambert交会的燃料消耗和交会时间的性能指标；

根据Lambert问题的拉格朗日表示形式计算异面Lambert交会的转移轨道参数，得到Lambert交会的燃料消耗和交会时间的性能指标的过程包括以下情况：

(1)针对双脉冲Lambert交会问题，当已知追踪航天器在初始轨道上驻留时间Δt₁以及转移轨道上运行时间Δt_f，得到相应的双脉冲交会策略；选择追踪航天器在初始轨道上变轨点的真近点角f₁与在转移轨道上运行时间Δt_f为优化变量，经过优化算法的寻优求解最终可获得燃料消耗与交会时间综合最优的双脉冲交会机动策略：

根据追踪航天器的初始位置f₁₀与其在初始轨道上驻留时间Δt₁，求解出第一次轨道机动点位置，即初始轨道上真近点角f₁₁，进而得到相应的变轨点位置矢量r₁；

根据追踪航天器在初始轨道上驻留时间Δt₁以及转移轨道上运行时间Δt_f，计算得到交会点的对应位置矢量r₂，对应在目标轨道上真近点角为f₂₂，进而进行转移轨道的求解；

在优化过程中，基于转移轨道参数，进一步得到双脉冲Lambert交会的燃料消耗和交会时间的性能指标；

(2)针对三脉冲Lambert交会问题，当已知追踪航天器在初始轨道上驻留时间Δt₁、转移轨道上运行时间Δt_f1与Δt_f2、中间驻留点位置矢量r_m，得到相应的三脉冲交会策略；选择追踪航天器在初始轨道上变轨点的真近点角f₁、转移轨道1上运行时间Δt_f1、转移轨道2上运行时间Δt_f2以及用轨道六根数表示的中间驻留点位置为优化变量，经过优化算法的寻优求解最终可获得燃料消耗与交会时间综合最优的三脉冲交会机动策略：

轨道六根数包括半长轴a_m、偏心率e_m、轨道倾角i_m、升交点赤经Ω_m、近地点幅角w_m、驻留点真近点角f_m；

根据追踪航天器在初始轨道上驻留时间Δt₁、转移轨道上运行时间Δt_f1、Δt_f2与航天器的初始位置f₁₀与f₂₀，求解出第一次轨道机动点位置、交会点的对应位置矢量r₂，第一次轨道机动点位置对应初始轨道上真近点角f₁₁，位置矢量r₂对应在目标轨道上真近点角为f₂₂，求解得到三脉冲转移轨道相关参数；

在优化过程中，基于转移轨道参数，进一步得到三脉冲Lambert交会的燃料消耗和交会时间的性能指标；

针对以上情况，经过优化算法的寻优最终获得燃料消耗与交会时间综合最优的运动轨迹；所述燃料消耗与交会时间综合最优的运动轨迹包括双脉冲Lambert交会的燃料消耗与交会时间综合最优的运动轨迹和三脉冲Lambert交会的燃料消耗与交会时间综合最优的运动轨迹。