[发明专利]一种满足被动安全要求的空间站安全区域设计方法

摘要

本发明公开了一种满足被动安全要求的空间站安全区域设计方法，步骤包括：禁飞球设计、径向脉冲转移接近椭球设计、切向脉冲转移接近椭球设计；禁飞球设计的步骤包括：确定禁飞球满足被动安全要求的设计原则，建立来访航天器和空间站的相对动力学与偏差预报模型；计算出航天器联合包络球与相对轨迹误差椭球的最短椭球距离；根据禁飞球满足被动安全要求的设计原则，假设来访航天器从禁飞球的V-bar边界开始绕飞，改变禁飞球半径，分析绕飞时最短椭球距离与禁飞球半径的变化关系，完成禁飞球设计。本发明具有设计方法正确合理、既保证了空间站的安全，也为来访航天器排除故障提供了充足的时间、设计结果对实际工程任务的适用性好的优点。

主权项

一种满足被动安全要求的空间站安全区域设计方法，其特征在于步骤包括：1)禁飞球设计；2)径向脉冲转移接近椭球设计；3)切向脉冲转移接近椭球设计；所述步骤1)的详细步骤包括：1.1)确定禁飞球满足被动安全要求的设计原则：来访航天器从禁飞球边沿开始对空间站自由绕飞，一个轨道周期内轨道误差椭球不与空间站结构外延碰撞；1.2)建立来访航天器和空间站的相对动力学与偏差预报模型；1.3)基于来访航天器初始位于V‑bar上稳定点y₀处施加的径向脉冲为根据相对动力学方程求解出自由绕飞的轨迹方程满足其中n为来访航天器轨道角速度；根据任务需求给定航天器联合包络球半径ρ和相对导航偏差σ，根据来访航天器和空间站的相对动力学与偏差预报模型和所述轨迹方程预报出来访航天器的相对轨迹X(t)及其协方差矩阵p(t)，进而计算出航天器联合包络球与相对轨迹3‑σ误差椭球的最短椭球距离d；1.4)根据禁飞球满足被动安全要求的设计原则，假设来访航天器从禁飞球的V‑bar边界开始绕飞，改变禁飞球半径R，分析绕飞时最短椭球距离d与禁飞球半径的变化关系d(R)，得到禁飞球半径的安全区间为集合{R|d(R)>0}。