[发明专利]一种定制化保持环约束下控制量自动计算方法

权利要求书

1.一种定制化保持环约束下控制量自动计算方法，其特征在于，该方法包括：

确定航天器轨道保持环的西边界值，并计算航天器轨道半长轴的控制量初始值；

将预设时间内的精密星历数据作为伪观测数据，对航天器轨道进行改进，得到修正后的平均大气阻尼系数；

根据航天器回归特性建立轨迹环参考基准序列；其中，所述回归特性包括回归天数和回归圈数，所述轨迹环参考基准序列包括：时间和经度；

根据修正后的平均大气阻尼系数以及航天器在惯性参考系下的状态运动方程对所述航天器进行轨迹预报，并判断是否进入区间粗筛计算阶段；

若进入所述区间粗筛计算阶段，则确定出航天器轨道半长轴的控制量粗筛区间；

基于所述控制量粗筛区间，进行迭代寻优航天器轨道半长轴的最优控制量。

2.根据权利要求1所述定制化保持环约束下控制量自动计算，其特征在于，所述航天器轨道半长轴的控制量初始值为：

其中，Δa₀为航天器轨道半长轴的控制量初始值，λ_f为航天器轨道保持环的西边界值，a为航天器轨道半长轴，为航天器轨道半长轴平均衰减值，R_e为地球半径，π为圆周率。

3.根据权利要求2所述定制化保持环约束下控制量自动计算方法，其特征在于，所述航天器在惯性参考系下的状态运动方程为：

其中，X为待改进的n维状态向量，且所述状态向量由航天器位置、速度、大气阻尼系数和动力学模型参数构成，t为航天器的运动时间，F为状态向量X的n维非线性函数，t₀为航天器初始状态的运

动时间，X₀为状态向量在t₀时刻的值；

所述实际观测量为：

其中，t_i为航天器运动的某时刻，X_i为t_i时刻航天器的状态向量，Y_i为t_i时的实际观测量，G(X_i,t_i)为观测向量的n维非线性函数，为由初始状态X₀出发，在状态运动方程下计算的t_i时的计算观测量，ε_i为随机噪声。

4.根据权利要求3所述定制化保持环约束下控制量自动计算方法，其特征在于，所述轨迹环参考基准序列中的时间和经度分别为：

其中，D为回归天数，t₁′为航天器第一圈过标称靶标点时间，t_i′为航天器第i圈过标称靶标点时间，λ₀为轨迹靶标点，λ₁为航天器第一圈过标称靶标点经度，J₂常数，cosi为轨道倾角，

ΔL为回归周期内连续两轨之间的角距，为相邻两轨之间的角距，T为轨道运动的交点周期。

5.根据权利要求4所述定制化保持环约束下控制量自动计算方法，其特征在于，所述根据大气阻尼系数及轨迹环参考基准序列对航天器进行轨迹预报，并判断是否进入区间粗筛计算阶段的步骤中包括：

根据修订后的大气阻尼系数预报航天器的位置，并将该位置转化为星下点，并根据轨迹环参考基准序列计算启控时刻星下点的轨迹经度偏差，若所述轨迹经度偏差大于目标轨迹环经度，则进入区间粗筛计算阶段。

6.根据权利要求5所述定制化保持环约束下控制量自动计算方法，其特征在于，所述若进入所述区间粗筛计算阶段，则确定出航天器轨道半长轴的控制量区间粗筛的步骤中包括：

以时间为自变量、轨迹经度偏差为变量进行数据拟合，若轨迹经度偏差满足拟合函数，则计算拟合函数最小值。