航天器编队相对轨道确定方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例公开一种航天器编队相对轨道确定方法及装置。所述方法包括：测量围绕目标对象飞行的航天器编队中的第一航天器相对于参考对象的第一运动参数；根据所述第一运动参数，确定出所述第一航天器绕所述目标对象飞行的第一轨道根数；测量所述航天器编队中第二航天器相对于所述第一航天器的第二运动参数；根据所述第一轨道根数及所述第二运动参数，确定出所述第二航天器绕所述目标对象飞行的第二轨道根数；结合所述第一轨道根数及所述第二轨道根数，确定出所述第二航天器相对于所述第一航天器运动的平均相对轨道根数。

Method and device for determining relative orbit of Spacecraft Formation

The embodiment of the invention discloses a method and a device for determining relative orbit of spacecraft formation. The method includes: measuring the first motion parameter of the first spacecraft in the spacecraft formation flying around the target object relative to the reference object; determining the first orbit element of the first spacecraft flying around the target object according to the first motion parameter; and measuring the second spacecraft phase in the spacecraft formation. For the second motion parameter of the first spacecraft, according to the first orbit element and the second motion parameter, the second orbit element of the second spacecraft flying around the target object is determined, and the second spacecraft relative to the said second orbit element is determined by combining the first orbit element and the second orbit element. The mean relative orbital elements of the first spacecraft motion.

【技术实现步骤摘要】
航天器编队相对轨道确定方法及装置
本专利技术涉及航天
，尤其涉及一种航天器编队相对轨道确定方法及装置。
技术介绍
由多个航天器按照一定顺序编队飞行的组合，可以称之为航天器编队。航天器编队中的各个航天器保持预定的相对轨道，是维持航天器编队的飞行队列的前提，故航天器编队相对轨道确定直接影响航天器编队飞行控制的成败。例如，月球轨道航天器编对是绕月飞行的航天器编队。月球轨道航天器编队相对轨道确定采用地面站跟踪测量。对于月球大椭圆轨道航天器编队，由于轨道周期很长，且在近月点航天器速度很快以及测量资源的限制等问题，总是存在着航天器编队的飞行控制精度低的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例期望提供一种航天器相对轨道确定方法及装置，至少部分解决上述飞行控制精度低的问题。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：第一方面，本专利技术实施例提供一种航天器编队相对轨道确定方法，包括：测量围绕目标对象飞行的航天器编队中的第一航天器相对于参考对象的第一运动参数；根据所述第一运动参数，确定出所述第一航天器绕所述目标对象飞行的第一轨道根数；测量所述航天器编队中第二航天器相对于所述第一航天器的第二运动参数；根据所述第一轨道根数及所述第二运动参数，确定出所述第二航天器绕所述目标对象飞行的第二轨道根数；结合所述第一轨道根数及所述第二轨道根数，确定出所述第二航天器相对于所述第一航天器运动的平均相对轨道根数。可选地，所述测量围绕目标对象飞行的航天器编队中的第一航天器相对于参考对象的第一运动参数，包括：测量围绕月球飞行的航天器编队中的第一航天器相对于地球的第一运动参数。可选地，所述第一运动参数包括：所述第一航天器运行预设时长所经过的位置和对应位置处的速度；所述根据所述第一运动参数，确定出所述第一航天器绕所述目标对象飞行的第一轨道根数，包括：根据所述第一航天器运行预设时长所经过的位置和对应位置处的速度，计算出所述第一航天器瞬时轨道根数。可选地，所述第二运动参数包括：所述第二航天器运行一周相对于所述第一航天器的相对位置处的相对速度；所述根据所述第一轨道根数及所述第二运动参数，确定出所述第二航天器绕所述目标对象飞行的第二轨道根数，包括：根据所述第二运动参数，确定出所述第二航天器运行一周相对于所述参考对象的位置和对应位置处的速度；根据所述第二航天器运行一周相对于所述参考对象的位置和对应位置处的速度，计算出所述第二航天器瞬时轨道根数。可选地，所述测量所述航天器编队中第二航天器相对于所述第一航天器的第二运动参数，包括：利用无线电测量所述第二航天器相对于所述第一航天器的相对运动参数，其中，所述相对运动参数包括以下至少之一：相对位置及相对速度；相对角度及相对速度；相对位置、相对角度及相对速度；和/或，利用图像采集测量所述第二航天器相对于所述第一航天器的相对运动参数，其中，所述相对运动参数包括以下至少之一：相对位置及相对速度；相对角度及相对速度；相对位置、相对角度及相对速度。第二方面，本专利技术实施例提供一种航天器编队相对轨道确定装置，包括：第一测量模块，用于测量围绕目标对象飞行的航天器编队中的第一航天器相对于参考对象的第一运动参数；第一确定模块，用于根据所述第一运动参数，确定出所述第一航天器绕所述目标对象飞行的第一轨道根数；第二测量模块，用于测量所述航天器编队中第二航天器相对于所述第一航天器的第二运动参数；第二确定模块，用于根据所述第一轨道根数及所述第二运动参数，确定出所述第二航天器绕所述目标对象飞行的第二轨道根数；第三确定模块，用于结合所述第一轨道根数及所述第二轨道根数，确定出所述第二航天器相对于所述第一航天器运动的平均相对轨道根数。可选地，所述第一测量模块，用于测量围绕月球飞行的航天器编队中的第一航天器相对于地球的第一运动参数。可选地，所述第一运动参数包括：所述第一航天器运行预设时长所经过的位置和对应位置处的速度；所述第一确定模块，用于根据所述第一航天器运行预设时长所经过的位置和对应位置处的速度，计算出所述第一航天器瞬时轨道根数。可选地，所述第二运动参数包括：所述第二航天器运行一周相对于所述第一航天器的相对位置处的相对速度；所述第二确定模块，用于根据所述第二运动参数，确定出所述第二航天器运行一周相对于所述参考对象的位置和对应位置处的速度；根据所述第二航天器运行一周相对于所述参考对象的位置和对应位置处的速度，计算出所述第二航天器瞬时轨道根数。可选地，所述第二测量模块，具体用于：利用无线电测量所述第二航天器相对于所述第一航天器的相对运动参数，其中，所述相对运动参数包括以下至少之一：相对位置及相对速度；相对角度及相对速度；相对位置、相对角度及相对速度；和/或，利用图像采集测量所述第二航天器相对于所述第一航天器的相对运动参数，其中，所述相对运动参数包括以下至少之一：相对位置及相对速度；相对角度及相对速度；相对位置、相对角度及相对速度。本专利技术实施例提供的航天器相对轨道确定方法及装置，仅对航天器编队中部分航天器进行相对于参考对象的远距离测量，而其他航天器则通过与进行了远距离测量的航天器之间的相对运动参数的测量，从而可以换算出其他航天器相对于参考对象的测量；如此减少了远距离测量，减少远距离测量导致的精确度低的问题，同时还减少了因为远距离测量导致的功耗大及计算繁琐等问题，从而具有测量精确度高、平均相对轨道根数预测精确的特点，同时还具有实现简单的特点。附图说明图1为本专利技术实施例提供的第一种航天器编队相对轨道确定方法的流程示意图；图2为本专利技术实施例提供的第一种航天器编队相对轨道确定装置的结构示意图；图3为本专利技术实施例提供的第二种航天器编队相对轨道确定方法的流程示意图；图4为本专利技术实施例提供的一种用于测量第二运动参数的坐标系的示意图；图5为本专利技术实施例提供的一种相对位置的误差效果示意图；图6为本专利技术实施例提供的一种相对速度的误差效果示意图。具体实施方式以下结合说明书附图及具体实施例对本专利技术的技术方案做进一步的详细阐述。如图1所示，本实施例提供一种航天器编队相对轨道确定方法，包括：步骤S110：测量围绕目标对象飞行的航天器编队中的第一航天器相对于参考对象的第一运动参数；步骤S120：根据所述第一运动参数，确定出所述第一航天器绕所述目标对象飞行的第一轨道根数；步骤S130：测量所述航天器编队中第二航天器相对于所述第一航天器的第二运动参数；步骤S140：根据所述第一轨道根数及所述第二运动参数，确定出所述第二航天器绕所述目标对象飞行的第二轨道根数；步骤S150：结合所述第一轨道根数及所述第二轨道根数，确定出所述第二航天器相对于所述第一航天器运动的平均相对轨道根数。本实施例中所述航天器编队可包括2个或2个以上的航天器，在本实施例中第一航天器和第二航天器可以泛指任意一个航天器。可选地为，所述第一航天器可为航天器编队中的核心航天器，第二航天器可为分布在核心航天器旁边的其他航天器。所述核心航天器通常为主航天器，其他航天器可为主航天器提供支撑和/或辅助服务的航天器。在本实施例中，航天器编队绕目标对象飞行。例如，航天器编队为月球的卫星，则目标对象为月球；若航天器编队为地球的卫星，则目标对象为地球，若航天器为火星的卫星，则目标对象为火星。在本实施例中参考对象可为进行第一航天器的运动本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种航天器编队相对轨道确定方法，其特征在于，包括：测量围绕目标对象飞行的航天器编队中的第一航天器相对于参考对象的第一运动参数；根据所述第一运动参数，确定出所述第一航天器绕所述目标对象飞行的第一轨道根数；测量所述航天器编队中第二航天器相对于所述第一航天器的第二运动参数；根据所述第一轨道根数及所述第二运动参数，确定出所述第二航天器绕所述目标对象飞行的第二轨道根数；结合所述第一轨道根数及所述第二轨道根数，确定出所述第二航天器相对于所述第一航天器运动的平均相对轨道根数。

【技术特征摘要】
1.一种航天器编队相对轨道确定方法，其特征在于，包括：测量围绕目标对象飞行的航天器编队中的第一航天器相对于参考对象的第一运动参数；根据所述第一运动参数，确定出所述第一航天器绕所述目标对象飞行的第一轨道根数；测量所述航天器编队中第二航天器相对于所述第一航天器的第二运动参数；根据所述第一轨道根数及所述第二运动参数，确定出所述第二航天器绕所述目标对象飞行的第二轨道根数；结合所述第一轨道根数及所述第二轨道根数，确定出所述第二航天器相对于所述第一航天器运动的平均相对轨道根数。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述测量围绕目标对象飞行的航天器编队中的第一航天器相对于参考对象的第一运动参数，包括：测量围绕月球飞行的航天器编队中的第一航天器相对于地球的第一运动参数。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述第一运动参数包括：所述第一航天器运行预设时长所经过的位置和对应位置处的速度；所述根据所述第一运动参数，确定出所述第一航天器绕所述目标对象飞行的第一轨道根数，包括：根据所述第一航天器运行预设时长所经过的位置和对应位置处的速度，计算出所述第一航天器瞬时轨道根数。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第二运动参数包括：所述第二航天器运行一周相对于所述第一航天器的相对位置处的相对速度；所述根据所述第一轨道根数及所述第二运动参数，确定出所述第二航天器绕所述目标对象飞行的第二轨道根数，包括：根据所述第一轨道根数及所述第二运动参数，确定出所述第二航天器运行一周相对于所述参考对象的位置和对应位置处的速度；根据所述第二航天器运行一周相对于所述参考对象的位置和对应位置处的速度，计算出所述第二航天器瞬时轨道根数。5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述测量所述航天器编队中第二航天器相对于所述第一航天器的第二运动参数，包括：利用无线电测量所述第二航天器相对于所述第一航天器的相对运动参数，其中，所述相对运动参数包括以下至少之一：相对位置及相对速度；和/或，利用图像采集测量所述第二航天器相对...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴宝林，曹喜滨，孔宪仁，耿云海，张刚，许闯，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23