[发明专利]一种小推力悬浮轨道上航天器编队飞行方法

摘要

本发明公开了一种小推力悬浮轨道上航天器编队飞行方法，该方法首先建立有界悬浮轨道的轨道参数(hz,κ,α,ΔE,Δr)到编队参数(ΔT,ΔΩ)的映射：f:(hz,κ,α,ΔE,Δr)→(ΔT,ΔΩ)；然后确定三种编队类型的编队条件，最后在二维(ΔT,ΔΩ)平面内搜索满足各个编队条件的主从星的悬浮轨道，实现主星和从星的有界编队飞行。本发明能够得到三种不同类型的有界相对轨道，该轨道精度高，可适用于长周期大尺度的编队飞行，确保近地任务或深空探测编队飞行任务的实施。

主权项

1.一种小推力悬浮轨道上航天器编队飞行方法，其特征在于包括如下步骤：(1)建立有界悬浮轨道的轨道参数(hz,κ,α,ΔE,Δr)到编队参数(ΔT,ΔΩ)的映射：f:(hz,κ,α,ΔE,Δr)→(ΔT,ΔΩ)，将五维空间压缩到二维空间；其中，悬浮轨道由轨道参数(hz,κ,α,ΔE,Δr)唯一表征，hz为动量矩，κ为推力加速度，α为推力俯仰角，ΔE为系统能量和稳定平衡点势能的差值，为正数，Δr为任一轨道Poincaré映射的远地点与周期轨道Poincaré映射点之间的距离，Δr＝0为悬浮周期轨道，Δr≠0为悬浮拟周期轨道；(ΔT,ΔΩ)表征悬浮轨道的编队飞行条件，ΔT为穿越周期，是悬浮轨道相邻两次从下往上穿过特定截面的时间间隔，ΔΩ是ΔT时间间隔内的轨道角度偏移；悬浮周期轨道的ΔT和ΔΩ是常值，在轨道推演过程中保持不变；悬浮拟周期轨道中，ΔT和ΔΩ相对于穿越次数呈周期性变化，取其平均值和表征；(2)确定编队条件：设主星记为A，从星记为B，悬浮周期轨道记为p，悬浮拟周期轨道记为q，则悬浮周期轨道与悬浮周期轨道之间的编队条件为：ΔT_pA＝ΔT_pB,ΔΩ_pA＝ΔΩ_pB，悬浮周期轨道与悬浮拟周期轨道之间的编队条件为：悬浮拟周期轨道与悬浮拟周期轨道之间的编队条件为：(3)在二维(ΔT,ΔΩ)平面内搜索满足步骤(2)中各个编队条件的主从星悬浮轨道；(4)将主从星的悬浮轨道转换到主星的轨道坐标系中，得到相对轨道，实现主星和从星的有界编队飞行。