The present invention relates to a method for spacecraft reentry and return orbit planning, including steps: A. determining the reentry point position and velocity of the spacecraft reentry and return orbit; B. determining the parameters of the return orbit planning; C. establishing the return orbit planning equation; D. calculating the return orbit; E. calculating the inclination angle time curve; F. planning the spacecraft reentry orbit Reentry overload in the return orbit; g. repeats steps a to F, and iteratively solves the spacecraft's return orbit. According to the method of spacecraft reentry and return orbit planning according to the present invention, the method can quickly design the return orbit of spacecraft, and has certain reference value for the return orbit design of LEO and deep space jumping return.
【技术实现步骤摘要】
航天器再入返回轨道规划方法
本专利技术涉及一种航天器高速再入的返回轨道规划方法。
技术介绍
返回是指航天器沿其运行轨道或者经过变轨后沿过渡轨道进入地球大气层，在空气动力的作用下减速并着陆的过程。航天器在返回过程中的运行轨迹称为返回轨道。近地航天器的返回轨道可分为调姿段、制动段、滑行段、再入段和着陆段，每段所采用的动力学模型不同，计算过程比较复杂。航天器在返回过程中，高速再入导致气动加热严重、环境恶劣，再入过程的减速过载、气动加热带来的热流和总吸热量以及着陆精度均是返回轨道设计的约束条件。因此返回轨道的设计一般采用迭代过程，通过迭代计算得到满足约束条件的返回轨道。现有的返回轨道设规划方法主要分为两类。一类方法基于经验设计参数，迭代修正设计参数。倾侧角控制规律需在设计过程中作为常值参数，通过反复计算返回轨道合理选择倾侧角，设计时间较长。另一类方法采用优化算法，进行设计参数的大规模优化，为得到满足工程应用实际需求的可行解，优化算法复杂，计算量较大。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决航天器返回轨道快速设计问题，提供一种航天器高速再入的返回轨道规划方法。为实现上述专利技术...
【技术保护点】
1.一种航天器再入返回轨道规划方法，包括以下步骤：a.确定航天器再入返回轨道的再入点位置和速度；b.确定返回轨道规划的参数变量；c.建立返回轨道规划方程；d.返回轨道计算；e.计算倾侧角时间曲线；f.规划航天器再入返回轨道的再入过载；g.重复步骤a～f，迭代求解航天器返回轨道。
【技术特征摘要】
1.一种航天器再入返回轨道规划方法，包括以下步骤：a.确定航天器再入返回轨道的再入点位置和速度；b.确定返回轨道规划的参数变量；c.建立返回轨道规划方程；d.返回轨道计算；e.计算倾侧角时间曲线；f.规划航天器再入返回轨道的再入过载；g.重复步骤a～f，迭代求解航天器返回轨道。2.根据权利要求1所述的航天器再入返回轨道规划方法，其特征在于，在所述c步骤中，返回轨道规划方程为下式(1)：其中，Δσ为规划变量的增量；C为一阶偏导数矩阵，其中，和分别为航向偏差和横向偏差对倾侧角γ1，γ2，γ3…γn和翻转时间t1，t2，…tn-1的一阶偏导数，可通过数值差分方法计算。3.根据权利要求1所述的航天器再入返回轨道规划方法，其特征在于，在所述d步骤中，按照六自由度动力学模型仿真计算返回轨道，获得返回轨道终端的经度λ、纬度B和返回再入过程中的轴向最大过载nx、升力控制启控时间t0和升力控制停控时间tn。4.根据权利要求1所述的航天器再入返回轨道规划方法，其特征在于，在所述e步...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈伟跃，黄震，杨庆，吴文瑞，赵建贺，
申请(专利权)人：北京空间技术研制试验中心，
类型：发明
国别省市：北京,11
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