[发明专利]基于最优分离轨道模型的可组装卫星分离方法及系统

权利要求书

1.一种基于最优分离轨道模型的可组装卫星分离方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：建立最优分离轨道模型；

步骤2：根据所述最优分离轨道模型进行可组装卫星的在轨分离。

2.根据权利要求1所述的一种基于最优分离轨道模型的可组装卫星分离方法，其特征在于，所述可组装卫星包括主星和子星，可组装卫星的分离包括近距离分离；所述步骤1包括如下步骤:

步骤1.1：求解所述子星和主星在近距离分离过程中的相对运动，得到自由分离轨道；

步骤1.2：计算所述子星在自由分离轨道下的轨道根数；

步骤1.3：根据所述轨道根数计算自由分离可行区域；

步骤1.4：选择分离策略；

步骤1.5：根据所述分离策略和自由分离可行区域求解最优分离转移轨道。

3.根据权利要求2所述的一种基于最优分离轨道模型的可组装卫星分离方法，其特征在于，所述可组装卫星的分离还包括远距离转移；

所述近距离分离阶段：子星从解锁点分离后，轨控发动机处于关机状态，仅依靠初始分离速度，偏离初始轨道、与主星产生相对运动，直至子星漂移至起始点；

所述远距离转移阶段：子星在起始点对轨控发动机开机、进行脉冲机动，经历分离转移弧段到达末端点，对轨控发动机开机、进行脉冲机动，进入目标轨道。

4.根据权利要求3所述的一种基于最优分离轨道模型的可组装卫星分离方法，其特征在于，所述步骤1.1还包括：子星轨控发动机不开机的情形下，在近距离分离时长内，仅依靠初始分离速度产生与主星的相对运动。

5.根据权利要求3所述的一种基于最优分离轨道模型的可组装卫星分离方法，其特征在于，所述步骤1.2还包括：待求解的子星自由分离轨道的轨道根数包括比角动量模量h_free、轨道倾角i_free、偏心率e_free、升交点赤经Ω_free、近地点幅角ω_free和真近点角f_free。

6.根据权利要求3所述的一种基于最优分离轨道模型的可组装卫星分离方法，其特征在于，所述步骤1.3包括：为了预防子星与主星发生碰撞，根据所设置的安全分离距离z_safe，对起始点在自由分离轨道上对应的真近点角f₁进行约束：

f₁∈[min(f_free)₁ f_free)₂),max(f_free)₁ f_free)₂)]

其中，f_free)₁为真近点角f_free的可行下限；f_free)₂为真近点角f_free的可行上限f_free)₂；f_free)₁、f_free)₂的两个分量和θ_free形式如下：

式中：

7.根据权利要求2所述的一种基于最优分离轨道模型的可组装卫星分离方法，其特征在于，所述步骤1.4包括：根据任务需求选择能量最优或燃料最优分离策略。

8.根据权利要求2所述的一种基于最优分离轨道模型的可组装卫星分离方法，其特征在于，所述步骤1.5包括：对最优变轨点进行初始猜测，然后求解控制方程、计算目标函数、优化变轨点，直至达到截止条件，从而搜寻出最优变轨点。