The invention relates to a simplified modeling method for gravitational field of small celestial bodies, which belongs to the field of aerospace technology. The existing modeling method is not suitable for the simplified modeling of the non axisymmetric small elongated small celestial bodies, and the simplified modeling method of this invention is especially suitable for the simplified modeling of the gravitational field of the small and axisymmetric small celestial body. The position equation of the equilibrium point of the model is simplified, and the parameter optimization of the simplified modeling model is established to minimize the position deviation of the equilibrium point. Finally, the optimal parameters of the model are solved by the nonlinear optimization method. In the process of optimization, the number of optimized parameters involved in the optimization solution is less and the equilibrium point is solved as an algebraic equation. The precision of matching the non axisymmetric small celestial body balance point is good, and the scope of application of the existing design method is extended.
【技术实现步骤摘要】
一种非轴对称细长形小天体引力场简化建模方法
本专利技术涉及一种小天体引力场简化建模方法,尤其涉及一种非轴对称细长形小天体的引力场简化建模方法,属于航空航天
技术介绍
小天体探测由于其巨大的科学意义和工程价值,目前已成为深空探测领域的重要方向。美国、日本、欧洲等均已开展了包括小行星和彗星在内的小天体探测任务。宇宙中的小天体数量众多、形状各异,而细长形小天体是小天体中常见的一类,如美国舒梅克号任务的目标小行星433Eros,日本隼鸟号任务的目标小行星25143Itokawa,美国深度撞击任务飞越探测的彗星103P/Hartley等。小天体引力场建模是小天体探测任务分析和开展的关键基础。而小天体引力场简化建模相比于多面体法等精确建模方法,具有参数少、计算效率高的优点,便于深入分析小天体附近动力学,也可以用于指导设计小天体引力场中轨道与控制律。因而小天体引力场简化建模已成为小天体引力场建模研究的当前热点问题之一。在已发展的细长形小天体简化建模方法中,在先技术(ZengX,JiangF,LiJ,etal.Studyontheconnectionbetweentherotatingmassdipoleandnaturalelongatedbodies[J].AstrophysicsandSpaceScience,2015,356(1):29-42)中,采用偶极子模型作为简化模型,并提出了一种通过匹配简化模型平衡点位置和多面体模型(即一种精确模型)的平衡点位置来设计简化模型参数的方法。该方法的优点是和精确模型建立了联系并且可以体现小天体质量沿长度方向(即x轴方 ...
【技术保护点】
一种非轴对称细长形小天体引力场简化建模方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤一,建立基于非轴对称三质点模型的简化模型动力学方程建立由无质量杆刚性连接且质量不等、分布不对称的三质点
【技术特征摘要】
1.一种非轴对称细长形小天体引力场简化建模方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤一,建立基于非轴对称三质点模型的简化模型动力学方程建立由无质量杆刚性连接且质量不等、分布不对称的三质点M1、M2和M3构成的简化模型并设定其旋转角速度与小天体自转角速度一致;选取归一化长度单位为质点M1和M2间距离,时间单位为小天体自转角速度的倒数,质量单位为小天体质量即三质点质量之和;根据三质点M1、M2和M3在以M1和M2中点为原点的旋转坐标系中的相对位置,推导得到三质点在质心旋转坐标系中的归一化坐标;定义有效势为三质点引力势与离心势之和,然后利用有效势建立旋转坐标下非轴对称三质点模型的动力学方程;步骤二,推导简化模型平衡点位置方程将平衡点处位置和速度导数为零的条件代入步骤一得到的动力学方程,导出平衡点处有效势沿各个方向导数为零的条件,即简化模型平衡点位置的方程;步骤三,建立最小化平衡点位置偏差的简化模型参数优化问题建立参数优化问题过程如下:选取优化变量为M1和M2间距离,M3...
【专利技术属性】
技术研发人员:杨洪伟,李爽,徐聪,
申请(专利权)人:南京航空航天大学,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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