[发明专利]基于目标点多次交汇的高精度省燃油轨道控制方法

说明书

本发明公开了一种基于目标点多次交汇的高精度省燃油轨道控制方法，该方法包括：确定调相变轨点相位和飞行器初始轨道运行时间；根据调相变轨点相位和飞行器初始轨道运行时间确定调相变轨策略，并根据调相变轨策略确定lambert制导策略；通过lambert制导策略进行轨道控制后，确定多圈交会轨道高度调整控制策略，以便通过多圈交会轨道高度调整控制策略实现多圈交会轨道控制。本发明能够实现对定点位置的高精度制导，并能够实现燃料消耗的优化。

技术领域

本发明涉及空间轨道交会控制技术领域，尤其涉及一种基于目标点多次交汇的高精度省燃油轨道控制方法。

背景技术

随着航天技术的发展，飞行器在轨观测的目标不再仅仅是地球，飞行器观测飞行器成了研究的热门。空间飞行器在轨观测对于知晓目标飞行器的配置、用途等有重要意义。共面飞行器的观测通过调整轨道高度进行相位调节，飘飞多圈后可创造观测条件。调整轨道平面的消耗巨大，在目标穿过任务飞行器轨道面时进行观测是最好的选择。异面观测时由于相对速度较快，需要高精高稳的平台控制能力。同时，创造良好的观测条件是飞行器可以进行观测的基础，这就需要高精度的轨道控制。

Lambert制导(制导算法)是高精度的快速交会控制的首选。然而Lambert制导控制虽然精度高，变轨燃料消耗对变轨点以及变轨时间的选择都非常敏感，而且单脉冲Lambert制导常常面临多圈求解的问题，多脉冲最优Lambert制导方案则需要基于遗传算法等寻优算法才能得到优化的策略。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提供一种基于目标点多次交汇的高精度省燃油轨道控制方法，该方法能够实现对定点位置的高精度制导，并能够实现燃料消耗的优化。

为达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种基于目标点多次交汇的高精度省燃油轨道控制方法，包括：

步骤S1：确定调相变轨点相位和飞行器初始轨道运行时间；

步骤S2：根据所述调相变轨点相位和所述飞行器初始轨道运行时间确定调相变轨策略，并根据所述调相变轨策略确定lambert制导策略；

步骤S3：通过所述lambert制导策略进行轨道控制后，确定多圈交会轨道高度调整控制策略，以便通过所述多圈交会轨道高度调整控制策略实现多圈交会轨道控制。

可选的，所述步骤S1中确定调相变轨点相位的步骤包括：

确定掠飞观测目标点的位置矢量，根据掠飞观测目标点的位置矢量确定调相变轨点的位置矢量；

确定参考坐标系，并将调相变轨点的位置矢量转换至所述参考坐标系，得到转换后的调相变轨点位置矢量；

根据转换后的所述调相变轨点位置矢量确定变轨点真近点角，以确定调相变轨点相位。

可选的，所述步骤S1中确定飞行器初始轨道运行时间的步骤包括：

根据所述变轨点真近点角确定变轨点偏近点角，并根据所述变轨点偏近点角确定变轨点平近点角；

根据所述变轨点平近点角确定飞行器从当前位置到达调相变轨点位置的时间，以得到所述飞行器初始轨道运行时间。

可选的，所述步骤S2中确定调相变轨策略，包括：计算调相轨道运行时间、调相轨道周期和调相变轨的速度增量。

可选的，计算调相轨道运行时间的步骤包括：

根据所述变轨点真近点角确定调相变轨点高度；

根据所述调相变轨点高度和掠飞观测目标点的位置矢量确定调相变轨点以霍曼变轨方式运行到掠飞观测目标点的时间；

获取任务总时间；