[发明专利]一种航天器集群重构方法和系统

说明书

本发明涉及一种航天器集群重构方法和系统，首先，通过将航天器集群中多个航天器进行分组，一组航天器对应一个过渡位置，然后，根据每个航天器的当前位置和对应的过渡位置确定出每个航天器对应的终止位置，最后控制每个航天器经每个航天器对应的过渡位置飞至每个航天器对应的终止位置，实现航天器集群的队形重构，降低了计算量，效率高，克服全局规划的方式中确定航天器的终止位置时耗时时间长的问题，且降低了对主机的性能要求。

技术领域

本发明涉及航天器技术领域，尤其涉及一种航天器集群重构方法和系统。

背景技术

目前，多个航天器相互配合完成一些空间任务已经成为空间领域的研究热点，国内外一些航天器集群已经陆续被提出，比如F6计划、EDSN小卫星、CYNSS任务、“天拓三号”计划、MMS项目、欧空局星族(Cluster II)计划等。在航天器集群的飞行模式中，队形重构是关键技术之一，为了适应不同的空间任务，往往需要根据需求改变航天器集群的队形即队形重构，队形重构可简单理解为：对航天器集群中的每个航天器进行路径规划，具体指根据某种指标如时间和/或燃耗等对每个航天器的状态如位置和速度进行规划，使得各个航天器可以从一个状态转移到另一个状态，达到队形重构的目的。

但当航天器集群中航天器数量较多时，采用现有全局规划的方式对每个航天器的路径进行全局寻优时，存在计算量较大、耗时长且对主机的性能要求高的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供了一种航天器集群重构方法和系统。

本发明的一种航天器集群重构方法的技术方案如下：

根据航天器集群的待重构队形以及待重构位置得到多个终止位置；

将航天器集群中多个航天器进行分组，并根据所述待重构队形和所述待重构位置得到每组航天器所分别对应的一个过渡位置；

根据多个终止位置、任一航天器的当前位置和对应的过渡位置确定出该航天器对应的终止位置，直至得到每个航天器所分别对应的终止位置；

控制任一航天器经该航天器对应的过渡位置飞至该航天器对应的终止位置，直至控制每个航天器飞至每个航天器对应的终止位置。

本发明的一种航天器集群重构方法的有益效果如下：

首先，通过将航天器集群中多个航天器进行分组，一组航天器对应一个过渡位置，然后，根据每个航天器的当前位置和对应的过渡位置确定出每个航天器对应的终止位置，最后控制每个航天器经每个航天器对应的过渡位置飞至每个航天器对应的终止位置，实现航天器集群的队形重构，降低了计算量，效率高，克服全局规划的方式中确定航天器的终止位置时耗时时间长的问题，且降低了对主机的性能要求。

在上述方案的基础上，本发明的一种航天器集群重构方法还可以做如下改进。

进一步，还包括：在控制任一航天器飞至该航天器对应的终止位置时，通过该航天器上设置的传感器进行避障。

采用上述进一步方案的有益效果是：有效防止航天器集群在进行队形重构发生碰撞。

进一步，所述根据多个终止位置、任一航天器的当前位置和对应的过渡位置确定出该航天器对应的终止位置，包括：

根据多个终止位置、任一航天器的当前位置和对应的过渡位置，并通过优化燃料消耗的原则和遗传算法确定该航天器对应的终止位置。

采用上述进一步方案的有益效果是：根据每个航天器的当前位置和过渡位置，并通过优化燃料消耗的原则和遗传算法确定每个航天器对应的终止位置，能有效减少航天器从当前位置飞至对应的终止位置的燃料消耗。

进一步，控制任一航天器飞至该航天器对应的终止位置，包括：