[发明专利]一种多天体飞越探测轨道设计方法

权利要求书

1.一种多天体飞越探测轨道设计方法，其特征在于，该方法包括：天体目标初步筛选、结合转移轨道计算的逐层择优搜索设计，

一、天体目标初步筛选；

基于飞越探测任务约束条件，选择一个约束条件或多个约束条件的组合作为初步筛选参数，从国际天文联合会下属的小行星中心提供的小天体目标数据库中筛选出初步待飞越探测的天体目标；所述的飞越探测任务约束条件包括总能量约束、总任务时间约束、天体目标物理特征或天体目标的轨道特征，天体目标物理特征包括小天体大小、小天体星等或小天体类型，天体目标的轨道特征包括轨道半长轴、轨道偏心率或与地球距离；

二、逐层择优搜索；

针对筛选出的初步待飞越探测目标，设置多个目标确定门限条件，基于各门限条件逐层优选天体目标，最终确定多天体飞越探测的目标序列，同时得到相应的飞越探测轨道。

2.如权利要求1所述的一种多天体飞越探测轨道设计方法，其特征在于，所述第一步中，基于飞越探测任务的总能量约束定义初步筛选参数的方法如下：

1.1利用公式(1)计算探测器逃逸月球或地球后进入的日心二体椭圆轨道能量J；

其中，v₀为初始时刻探测器进入日心轨道的速度，r为探测器日心距，a为轨道半长轴，μ为日心引力常数；Δv为探测器的速度增量，“+”号对应加速，“-”对应减速；

1.2设探测器全部推进剂作用下的速度增量为Δv_m，将公式(1)中的Δv替换为Δv_m并取“+”计算得到a＝a₁，取“-”计算得到a＝a₂，由此得到探测器全部推进剂作用下对应的日心轨道半长轴范围a_s为[a₁,a₂]，以此作为门限，利用轨道半长轴筛选小天体。

3.如权利要求1所述的一种多天体飞越探测轨道设计方法，其特征在于，所述第一步中，基于飞越探测任务的总任务时间约束定义初步筛选参数的方法如下：

利用公式(2)计算探测器进入日心轨道后，在日心二体椭圆轨道下的飞行时间Δt，利用飞行时间Δt估算探测器在给定任务时间内可以到达的位置，以此作为门限利用日心轨道位置筛选小天体；

其中，M为平近点角，M₀为探测器初始时刻对应的日心平近点角，a为轨道半长轴，μ为日心引力常数。

4.如权利要求1所述的一种多天体飞越探测轨道设计方法，其特征在于，所述第一步中，小天体目标星等定义初步筛选参数的方法如下：

利用公式(3)估算小天体的绝对星等H，以此作为门限，利用星等筛选适合飞越探测的小天体；

其中，α为几何反照率，D为小天体的尺寸。