[发明专利]一种确定航天器落地点的方法

说明书

本申请公开了一种确定航天器落地点的方法，包括以下步骤：确定航天器初始无动力点的位置、垂直速度和切向速度，所述垂直速度是指向地心方向的速度，所述切向速度是与航迹点围绕地心的球面相切方向的速度；根据垂直速度和重力加速度，计算航天器落地时间；根据切向速度和航天器落地时间计算航天器落地点的位置。本方法计算简单、计算精度提高。

技术领域

本申请涉及航空航天技术领域，尤其涉及一种航天器轨迹落地点的确定方法。

背景技术

在火箭等航天器发射过程中，需根据执行发射任务的发射点或分离点预测其残骸从空中坠落下来的落点中心位置，提前做好疏散工作，避免出现人员伤亡等问题。当前在实际工程应用中计算航天器落点位置的简化计算方法主要是在分离点(无动力点)建立直角坐标系，仅考虑重力对航天器的影响，预测其轨迹落点。由于地球为椭球型，这种计算方法在无动力点离地高度较高或分离时速度较大时，落地点距离分离点地面距离较远，会造成较大误差。较为精确的计算方法是将航天器的运动离散化，在航天器分离点建立本地直角坐标系，建立微分方程计算落地点位置，这种计算方法需要建立和求解微分方程，虽然考虑了高度对重力加速度的影响，但由于计算的前提是建立一个初始的直角坐标系，且受重力方向不变，同样存在落地点位置的误差。

发明内容

本申请实施例提供一种确定航天器落地点的方法，解决现有技术运算复杂、存在落地位置误差的问题。

本申请实施例提出的一种确定航天器落地点的方法，包括以下步骤：

确定航天器初始无动力点位置、垂直速度和切向速度，所述垂直速度是指向地心方向的速度，所述切向速度是与航迹点围绕地心的球面相切方向的速度；

根据垂直速度和重力加速度，计算航天器落地时间；

根据切向速度和航天器落地时间计算航天器落地点的位置。

优选地，在落地过程中，假设所述切向速度的绝对值保持不变。

进一步优选地，在落地过程中，假设以任一航迹点为原点在北东平面建立直角坐标系，所述切向速度的北向分量和东向分量保持不变。

在本申请的任意一个实施例中，所述切向速度为围绕地心的角速度；或者，所述切向速度为相对地表面的线速度。

进一步地，在本申请方法的实施例中，所述根据切向速度和航天器落地时间计算航天器落地点的位置的步骤为：

从所述初始无动力点垂直落于地面的位置，水平移动的距离为初始切向速度乘以落地时间。

进一步地，所述根据切向速度和航天器落地时间计算航天器落地点位置的步骤为：

从所述初始无动力点垂直落于地面的位置，向北移动的距离为初始切向速度的北向分量乘以落地时间，向东移动的距离为初始切向速度的东向分量乘以落地的时间。

本申请实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：

本方法计算简单。本方案的尤其适用于航天器高度小于100km时，计算精度提高。在航天器高度更高的条件下，虽然误差超过现有技术，但能够实现快速估算。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为航天器无动力下落示意图；

图2为本申请方法流程图；

图3为切向速度的绝对值恒定示意图；

图4为切向速度的北向分量不变示意图；

图5为本发明方法和现有技术方法效果比较。