[发明专利]一种深空探测器行星借力飞行轨道评估方法

摘要

本发明提出一种深空探测器行星借力飞行轨道评估方法，解决现有行星借力飞行轨道评估方法存在的评估精度低、评估效率低问题。包括以下步骤：步骤一、生成最优行星借力飞行轨道样本数据；步骤二、构建所述最优行星借力飞行轨道性能指标与目标轨道参数的映射模型；步骤三、利用映射模型对行星借力飞行轨道性能进行评估：根据给定任务的待评估探测目标的轨道根数P，利用步骤二获得的映射模型计算探测器与探测目标实现交会所需的最优行星借力飞行轨道性能指标ΔV*，实现针对待评估探测目标的最优行星借力飞行轨道评估。

主权项

一种深空探测器行星借力飞行轨道评估方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、探测器从地球E出发，飞越行星S实现借力，最终与目标天体T实现交会，以探测器轨道转移所需的总速度增量作为衡量飞行轨道的性能指标，则该性能指标表征为：ΔV＝ΔVE+ΔVES+ΔVST+ΔVT→min其中：ΔVE为探测器逃逸地球所需施加的速度脉冲，ΔVES为探测器在地球至行星S转移过程中施加的速度脉冲，ΔVST为探测器在行星S至目标天体T转移过程中施加的速度脉冲，ΔVT为探测器在目标天体T处施加的交会脉冲；目标天体的日心轨道根数表征为P，设潜在任务探测目标的轨道根数的可能范围为[Pmin,Pmax],在该范围内，按照均匀分布随机生成N个虚拟目标天体的轨道根数，针对这些虚拟目标天体，分别求解最优行星借力飞行轨道，生成N组最优飞行轨道样本数据；在该样本数据中，P与ΔV*呈一一对应关系，其中ΔV*为轨道性能指标ΔV的最优值，即最优行星借力飞行轨道性能指标；步骤二、构建步骤一所述的最优行星借力飞行轨道性能指标ΔV*与目标轨道根数的映射模型：ΔV*＝f(P)从步骤一获得的N组最优飞行轨道样本数据中选取NR组作为测试数据集，选取NT组作为训练数据集；以训练数据集NT为基础，利用标准支持向量机回归方法对上述映射模型进行训练；然后利用测试数据集对不同NT下映射模型的精度进行评估，得到评估值Δξ，若Δξ数值达到稳定，则说明映射模型精度足够高，已达到最佳训练效果；否则增加训练数据集中的样本数据，重新进行训练，直至Δξ数值达到稳定；步骤三、利用映射模型对行星借力飞行轨道性能进行评估：根据给定任务的待评估探测目标的轨道根数P，利用步骤二获得的映射模型计算探测器与探测目标实现交会所需的最优行星借力飞行轨道性能指标ΔV*，实现针对待评估探测目标的最优行星借力飞行轨道评估。