[发明专利]一种基于能量最优的轨道转移方法、装置及存储介质

权利要求书

1.一种基于能量最优的轨道转移方法，其特征在于，所述方法包括：

根据起始时刻卫星所处的初始轨道运动参数和设定的轨道转移任务指定的目标轨道运动参数，按照递推时间步长分别对初始轨道和目标轨道进行轨道递推以获取所述卫星在由所述起始时刻和设定的转移时长所确定的转移期间内从所述初始轨道转移至所述目标轨道过程中的开始转移和转移结束的离散位置及对应的速度；

根据选取时间步长从所述轨道转移过程中的开始转移和转移结束的离散位置中选取备选转移轨道的相关参数，并计算对应的总速度增量；其中，所述选取时间步长大于所述递推时间步长；其中，所述根据选取时间步长从所述轨道转移过程中的开始转移和转移结束的离散位置中选取备选转移轨道的相关参数，并计算对应的总速度增量，包括：

按照所述选取时间步长从所述轨道转移过程中的开始转移和转移结束的离散位置中选取多个备选转移轨道；

将各备选转移轨道的起点和终点位置、各备选转移轨道对应的初始轨道和目标轨道的参数以及飞行时间所组成的第一集合，通过求解兰伯特问题获取各备选转移轨道对应的总速度增量，并以总速度增量确定为目标函数；

基于总速度增量以及设定的总速度增量阈值范围，从所述备选转移轨道相关参数中选取候选范围；其中，所述基于总速度增量以及设定的总速度增量阈值范围，从所述备选转移轨道相关参数中选取候选范围，包括：

通过等高线图法在所述第一集合中选取低于所述总速度增量阈值范围的轨道转移开始时刻范围和飞行时间范围；

按照设定的搜索时间步长在选取的轨道转移开始时刻范围和飞行时间范围内搜索获得由转移轨道的起点和终点位置、转移轨道对应的初始轨道和目标轨道的参数以及飞行时间所组成的第二集合；

采用设定的模拟退火优化算法，在候选范围中搜索使得目标函数最小的转移轨道。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据起始时刻卫星所处的初始轨道运动参数和设定的轨道转移任务指定的目标轨道运动参数，按照递推时间步长分别对初始轨道和目标轨道进行轨道递推以获取所述卫星在由所述起始时刻和设定的转移时长所确定的转移期间内从所述初始轨道转移至所述目标轨道过程中的开始转移和转移结束的离散位置及对应的速度，包括：

以所述起始时刻t₀卫星所处的初始轨道位置和速度以及目标轨道位置和速度为积分初值；

在所述起始时刻t₀和所述转移时长ΔT所确定的转移期间[t₀,t₀+ΔT]内以递推时间步长dt₁通过以下模型进行递推，获得J2摄动下卫星在所述转移期间内开始转移和转移结束的离散位置及对应的速度：

其中，r_x，r_y，r_z表示卫星位置矢量r在J2000系下坐标列阵的三个分量，且模长为μ＝3.986×10¹⁴m³·s^-2为地球引力常数；J₂＝1.08264×10^-3为地球二阶带谐项系数；R_e为地球赤道平均半径。