[发明专利]卫星集群分布式控制方法和装置

权利要求书

1.一种卫星集群分布式控制方法，其特征在于，包括：

初始化目标卫星的轨道参数、每个空间碎片的位置参数以及所述卫星集群中每个卫星的位置参数；

根据所述轨道参数、每个所述空间碎片的位置参数以及每个所述卫星的位置参数，将所述卫星集群映射为鸽群群集，并根据所述鸽群群集判定鸽群交互模式；

根据所述鸽群交互模式计算鸽子控制输入，并基于所述鸽子控制输入将所述鸽群群集映射回卫星集群，并绘制卫星集群轨迹。

2.如权利要求1所述的卫星集群分布式控制方法，其特征在于，所述初始化目标卫星的轨道参数、每个空间碎片的位置参数以及所述卫星集群中每个卫星的位置参数，包括：

初始化目标卫星T的升交点赤经Ω_T、轨道倾角i_T、轨道半径r_T和初始真近点角

初始化空间碎片j在目标参考轨道系o^sx^sy^sz^s下沿y^s轴的坐标沿z^s轴的坐标和在o^sx^sz^s平面上的投影包络半径其中，j＝1,...,N_O，且N_O为空间碎片的总数量；

初始化卫星i在所述目标参考轨道系o^sx^sy^sz^s下沿x^s轴的坐标沿y^s轴的坐标沿z^s轴的坐标沿x^s轴的坐标速率沿y^s轴的坐标速率和沿z^s轴的坐标速率其中，i＝1,...,N，且N为卫星的总数量。

3.如权利要求2所述的卫星集群分布式控制方法，其特征在于，所述根据所述轨道参数、每个所述空间碎片的位置参数以及每个所述卫星的位置参数，将所述卫星集群映射为鸽群群集，包括：

将卫星i的当前坐标和当前坐标速率分别视为鸽子i的位置向量x_i和速度向量v_i，其中，i＝1,...,N；

根据所述轨道参数设定目标鸽子的位置向量x_T＝[0,0]^T；

将空间碎片j的当前坐标作为鸽群群集中障碍j的位置向量其中，j＝1,...,N_O。

4.如权利要求3所述的卫星集群分布式控制方法，其特征在于，所述根据所述鸽群群集判定鸽群交互模式，包括：

通过切换概率p_h：

确定所述鸽群群集的鸽群交互模式，其中，α1、β0均为logistic函数的参数，序参量鸽子j的归一化速度为当前鸽子的邻居集合，card()为计算集合中元素个数的函数；

若所述切换概率小于预设阈值时，确定所述鸽群交互模式为平等交互模式，得到

并确定所述鸽群交互模式下鸽群群集的对齐权重；其中，为所述平等交互模式的当前鸽子的邻居集合：

其中，t_k为采样点，j＝1,...,N，x_ij＝x_i－x_j为鸽子i相对于鸽子j的位置向量，为所述平等交互模式的最大通讯距离，为添加鸽子间拓扑连接的延迟距离；

若所述切换概率大于或等于所述预设阈值时，确定所述鸽群交互模式为层级交互模式，得到

并确定所述层级交互模式下鸽群群集的对齐权重；其中，为所述层级交互模式的邻居集合，为所述层级交互模式的最大通讯距离。