[发明专利]卫星编队重构方法

摘要

一种卫星编队重构方法，其调整编队中卫星转移轨迹的主要步骤包括确定编队重构过程中各卫星的起始位置和终止位置；针对卫星到达终止位置时的不同状态利用伪谱算法形成对应的转移轨道；形成轨道对应的卫星微推力器的燃料消耗控制信号；通过离散粒子群算法过滤会发生碰撞的转移轨道；根据约束条件，建立重构过程中的各卫星变轨转移策略；形成重构过程中卫星变轨时燃料消耗的控制信号策略。本发明形成队队中卫星转移轨道的双层规划，计算出编队重构中各卫星微推力器的燃料最优目标值，进而形成最终的重构轨迹方案。

主权项

一种卫星编队重构方法，其调整编队中卫星转移轨迹的主要步骤包括：确定编队重构过程中各卫星的起始位置和终止位置；针对卫星到达终止位置时的不同状态利用伪谱算法形成对应的转移轨道；形成轨道对应的卫星微推力器的燃料消耗控制信号；通过离散粒子群算法过滤会发生碰撞的转移轨道；根据约束条件，建立重构过程中的各卫星变轨转移策略；形成重构过程中卫星变轨时燃料消耗的控制信号策略；所述起始位置和终止位置的确定步骤包括：步骤1：生成起点集和终点集，对卫星和星位进行编号，卫星编号i，i＝1,…,m，星位编号j，j＝1,…,n，m≤n，将卫星i的位置和速度放置于起点集第i位，将星位j所需的位置和速度放置于终点集第j位；所述离散粒子群算法的步骤包括：步骤2：设置粒子群参数,粒子维数Dim设定为3m+3，粒子规模xSize、最大迭代次数MaxIt、惯性权重w、加速度常数c1和c2可以根据需要而定；步骤3：粒子群初始化,粒子群初始化时，随机生成1～n的自然数排列，第i位的自然数j表示卫星i将分配到星位j,将排列的前m位赋值给粒子群中粒子的前m位，表示位置，这样每个粒子中都含有重构方案信息；粒子的m+1～2m位为随机生成1～m的自然数排列，表示速度；粒子的2m+1～3m位为最优位置；粒子的第3m+1位是最优适应度值；粒子的第3m+2位是当前适应度值，也就是能量消耗值；粒子的第3m+3位为布尔型变量，当重构方案中任意两颗星之间的距离小于最小距离时，将该位置0，否则该位为1；步骤4：读取粒子中的位置信息，应用伪谱法计算方案的能量消耗并计算方案中任意两颗星之间的距离，如果任意两颗星之间的距离小于最小距离，则终止运算并将粒子最后一位置0；否则，计算得出该方案的能量消耗赋值给粒子的倒数第二位；步骤5：更新位置和速度，判断是否满足迭代条件，若满足，则终止；若不满足，则继续迭代；步骤6：迭代结束后，删除标识符置0的粒子；步骤7：选出最优个体和最优值，最优个体即为卫星与相位的最佳分配方案，最优值即为最小能量消耗值。