[发明专利]摄动轨道机动瞄准方法和装置

说明书

本申请涉及摄动轨道机动瞄准方法和装置，所述方法包括步骤：根据建立的微分代数摄动轨道递推模型，提取得到航天器机动终端位置关于初始速度的高阶状态转移多项式；根据高阶状态转移多项式，建立微分代数反向映射摄动兰伯特模型；根据微分代数反向映射摄动兰伯特模型，建立微分代数同伦迭代摄动兰伯特模型；获取航天器的初始速度预测数据，输入微分代数同伦迭代摄动兰伯特模型进行求解，得到初始速度预测数据对应的摄动兰伯特解；根据摄动兰伯特解控制航天器进行摄动轨道机动瞄准。通过采用上述方案，可适应任意摄动模型，适用性较强且轨道求解效率高。

技术领域

本申请涉及航天器轨道机动与空间操控技术领域，特别是涉及一种摄动轨道机动瞄准方法和装置。

背景技术

航天器在进行交会对接、在轨维修、碎片清除和编队重构等任务的过程中，都需要进行轨道机动以转移到特定的位置。目前大多数航天器的轨道机动可以视为脉冲机动，对兰伯特问题进行求解可以得到所需的机动。在二体假设下，已经有比较成熟的兰伯特问题求解算法。由于航天器的实际飞行总是受到各种摄动因素的影响，若忽视这些影响仍按二体假设的解施加机动，则会使得实际轨道偏离预期的位置，导致空间操作任务失败。

对于摄动情况下的兰伯特问题求解，目前已有一些方法被先后提出。在获取二体轨道状态转移矩阵的基础上，有学者提出了采用微分修正的方法求解摄动兰伯特的解。另外，若不使用二体轨道转移矩阵，采用数值微分技术构造微分修正矩阵，则使用牛顿迭代方法也可对该问题进行求解处理。然而，在实现本发明过程中，发明人发现该方法在轨道转移时间较长的情况下收敛性较差，存在着适用性较差的技术问题。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种适用性较强的摄动轨道机动瞄准方法、一种摄动轨道机动瞄准装置、一种计算机设备以及一种计算机可读存储介质。

为了实现上述目的，本发明实施例采用以下技术方案：

一方面，本发明实施例提供一种摄动轨道机动瞄准方法，包括步骤：

根据建立的微分代数摄动轨道递推模型，提取得到航天器机动终端位置关于初始速度的高阶状态转移多项式；

根据高阶状态转移多项式，建立微分代数反向映射摄动兰伯特模型；

根据微分代数反向映射摄动兰伯特模型，建立微分代数同伦迭代摄动兰伯特模型；

获取航天器的初始速度预测数据，输入微分代数同伦迭代摄动兰伯特模型进行求解，得到初始速度预测数据对应的摄动兰伯特解；

根据摄动兰伯特解控制航天器进行摄动轨道机动瞄准。

另一方面，还提供一种摄动轨道机动瞄准装置，包括：

多项式处理模块，用于根据建立的微分代数摄动轨道递推模型，提取得到航天器机动终端位置关于初始速度的高阶状态转移多项式；

映射模型模块，用于根据高阶状态转移多项式，建立微分代数反向映射摄动兰伯特模型；

同伦模型模块，用于根据微分代数反向映射摄动兰伯特模型，建立微分代数同伦迭代摄动兰伯特模型；

求解处理模块，用于获取航天器的初始速度预测数据，输入微分代数同伦迭代摄动兰伯特模型进行求解，得到初始速度预测数据对应的摄动兰伯特解；

机动瞄准模块，用于根据摄动兰伯特解控制航天器进行摄动轨道机动瞄准。

又一方面，还提供一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述摄动轨道机动瞄准方法的步骤。

再一方面，还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述摄动轨道机动瞄准方法的步骤。