[发明专利]动量轮组动态连续机动轨迹优选方法及装置

说明书

本发明提供了一种动量轮组动态连续机动轨迹优选方法及装置，方法包括：获取待选的多组机动轨迹；将每一组机动轨迹分别输入至预设计算模型中，以使计算模型针对输入的每一组当前机动轨迹分别进行计算，通过将当前机动轨迹划分为多个离散时刻，计算动量轮组在每一个离散时刻的角动量矢量；并计算对应离散时刻的包络面距离，以判定当前机动轨迹是否为可行机动轨迹；若当前机动轨迹为可行机动轨迹，则输出该可行机动轨迹的机动角动量裕度；将可行机动轨迹中的最大机动角动量裕度所对应的机动轨迹，作为优选机动轨迹。本方案，能够实现角动量能力约束下动态连续机动轨迹的快速选择。

技术领域

本发明实施例涉及数据处理技术领域，特别涉及一种动量轮组动态连续机动轨迹优选方法及装置。

背景技术

目前，航天器的大多数机动任务都是点对点机动，角动量变化路径单一。而随着航天器复杂姿态机动任务的增多，经常会涉及到航天器在机动期间接入新的机动任务的情况，因此，需要对动态连续的机动轨迹进行规划，确保机动全过程处于角动量能力包络范围内。而目前考虑了角动量能力包络的轨迹规划方案均是针对航天器在确定状态之间的机动任务进行的，暂未有针对不确定的动态连续机动轨迹的优选方案。可见，亟需提供一种动量轮组动态连续机动轨迹优选方法，以实现角动量能力约束下动态连续机动轨迹的快速选择。

发明内容

基于上述的问题，本发明实施例提供了一种动量轮组动态连续机动轨迹优选方法及装置。

第一方面，本发明实施例提供了一种动量轮组动态连续机动轨迹优选方法，包括：

获取待选的多组机动轨迹；

将每一组机动轨迹分别输入至预设计算模型中，以使所述计算模型针对输入的每一组当前机动轨迹均执行如下计算：将当前机动轨迹划分为多个离散时刻，并计算动量轮组在每一个离散时刻的角动量矢量；根据每一个离散时刻的角动量矢量计算对应离散时刻的包络面距离；根据每一个离散时刻的包络面距离，判定当前机动轨迹是否为可行机动轨迹；若当前机动轨迹为可行机动轨迹，则将每一个离散时刻的包络面距离的加权和的绝对值，输出为该可行机动轨迹的机动角动量裕度；

将可行机动轨迹中的最大机动角动量裕度所对应的机动轨迹，作为优选机动轨迹。

在一种可能的实现方式中，所述将当前机动轨迹划分为多个离散时刻，包括：

按照当前机动轨迹的起点至终点的顺序，以固定时长作为步长，将当前机动轨迹等间隔划分为多个离散时刻。

在一种可能的实现方式中，所述计算动量轮组在每一个离散时刻的角动量矢量，包括：

针对每一个离散时刻，将动量轮组每一个动量轮在该离散时刻的转速、惯量和转轴方向单位矢量的乘积之和，作为动量轮组在该离散时刻的角动量矢量。

在一种可能的实现方式中，所述根据每一个离散时刻的角动量矢量计算对应离散时刻的包络面距离，包括：

确定动量轮组所形成角动量包络体的包络参数；所述角动量包络体由多个包络面组成；

针对每一个离散时刻，根据所述包络参数计算该离散时刻的角动量矢量到每一个包络面的距离，并将最大距离确定为该离散时刻的包络面距离。

在一种可能的实现方式中，所述包络参数包括：每一个包络面的法向量和形成每一个包络面的各顶点坐标；

所述确定动量轮组所形成角动量包络体的包络参数，包括：

从动量轮组中取第i个和第j个动量轮进行组合，可得到组动量轮对，每组动量轮对形成一个包络面；其中，N为动量轮组内的动量轮数量，i、j=1，2，…N，且；

包络面的法向量通过如下公式计算得到：