[发明专利]一种基于飞越映射参数学习的木卫引力辅助轨道递推方法

权利要求书

1.一种基于飞越映射参数学习的木卫引力辅助轨道递推方法，其特征在于，步骤如下：

1)设置探测器的初始状态参数；

2)定义两个庞加莱截面∑_A和∑_B；

3)利用圆型限制性三体问题动力学模型从截面∑_A进行轨道递推，获得探测器经飞越映射到达截面∑_B时的状态参数；

4)基于反向传播神经网络学习飞越映射前后状态参数之间的映射关系，获得反向传播神经网络模型；

5)基于步骤4)已获得的反向传播神经网络模型来预测飞越映射后的状态参数，以获得木卫引力辅助轨道递推的高精度近似解。

2.根据权利要求1所述的基于飞越映射参数学习的木卫引力辅助轨道递推方法，其特征在于，所述步骤1)具体包括：在平面圆形限制性三体问题中，对所有变量进行无量纲化；两主天体质量分别为M和m，设M+m为单位质量，两个主天体之间的距离为单位长度，两个主天体旋转角速度的倒数为单位时间，μ＝m/(M+m)为质量参数比；设定探测器初始轨道半长轴a，蒂萨兰德参数值T及λ_A的取值范围，λ_A表示会合坐标系下近心点经度或远心点经度；次天体希尔球半径R_2min＝5R_Hill，设置安全飞越高度H_min。

3.根据权利要求1所述的基于飞越映射参数学习的木卫引力辅助轨道递推方法，其特征在于，所述步骤2)具体包括：确定两个庞加莱截面，该截面用来定义飞越映射所需数值积分的边界条件；引入(a,T,λ,f)坐标轴，f表示真近点角；庞加莱截面被定义为：

其中，

式中，a表示半长轴，T表示蒂萨兰德参数，λ表示近心点或远心点经度，下标A和B分别指代两个庞加莱截面；ε0，ε是一个任意小的值。

4.根据权利要求1所述的基于飞越映射参数学习的木卫引力辅助轨道递推方法，其特征在于，所述步骤3)具体包括：飞越映射为(a_B,T_B,λ_B)＝F(a_A,T_A,λ_A)，F函数定义如下：将截面∑_A上初始条件转换到会合坐标系中，在会合坐标系中进行三体问题数值积分，直到f＝f_B^*，R₂5R_Hill则停止积分，并将最终结果映射到截面∑_B上；对于每一个给定的T，利用F函数计算出不同λ_A值下顺行与逆行飞越分别对应的a_B极值及其所对应的(r_a,r_p)，绘制以远星距为横坐标，近星距为纵坐标的蒂萨兰德-庞加莱图；建立三体问题动力学模型，其运动方程在会合坐标系下表示为：

式中，和分别指代探测器与天体M和m之间距离，质量参数比为μ；X,Y和Z分别描述探测器在会合坐标系中的位置，Ω为等效势能函数。