一种微纳星群变迁规划与控制方法技术

一种微纳星群变迁规划与控制方法，其目的在于解决星群中单颗卫星故障、插入新卫星、面向任务需求的构型变换等情况下的星群重构问题。微纳星群变迁过程分为三步，第一步为对空间坐标系进行定义，第二步针对星群构型分散聚集漂移任务，设计基于相对轨道要素的构型漂移最优策略，第三步为针对微纳星群一致性控制任务，设计基于势函数避免碰撞的星群自适应协同控制方案。与现有技术相比，本发明专利技术方法针对构型漂移问题可以实现漂移过程燃料消耗最低、各星燃料消耗最为均匀，针对星群重构问题可以实现星群的一致性运动、更快响应近距离紧急避撞需求。

A Method for Planning and Controlling the Change of Micro-nano Star Cluster

A method for planning and controlling the vicissitudes of micro-and nano-satellites is proposed, which aims to solve the problems of constellation reconfiguration in the case of single satellite failure, insertion of new satellites, configuration transformation for mission requirements, etc. The transition process of micro-nano constellation is divided into three steps. The first step is to define the spatial coordinate system. The second step is to design the optimal strategy of constellation drift based on relative orbital elements for the decentralized cluster drift task. The third step is to design an adaptive cooperative control scheme of constellation based on potential function to avoid collision for the consistency control task of micro-nano constellation. Compared with the existing technology, the method of the present invention can achieve the lowest fuel consumption and the most uniform fuel consumption of each star in the drift process for the configuration drift problem, achieve the consistent motion of the star cluster and respond to the urgent collision avoidance requirement in the short distance more quickly for the star cluster reconstruction problem.

【技术实现步骤摘要】
一种微纳星群变迁规划与控制方法
本专利技术涉及航天器轨道控制技术，具体地说是一种微纳星群变迁规划与控制方法。
技术介绍
星群编队飞行是极具开拓性的新兴航天
，由于星群飞行具有很大的应用潜力和优势，国外越来越多的空间任务采用星群飞行技术来实现。各卫星间保持联系，共同承担信号处理、通信、有效载荷等任务，任务功能由整个星群共同完成。微小卫星以其快速灵活适应任务的能力、低成本快速进入空间的特点，日渐成为各种航天装备和空间应用系统的重要组成部分，成为大型卫星的必要补充。微小卫星的轻重量、低成本、研制周期短等技术特点正是采用星群系统的物质基础和必需条件。因此，微纳星群具有极大优势和广泛的应用前景。基于微小卫星集群构建的分布式可重构遥感网络，具有任意地点快速重访、系统成本有效可控、网络组成任意重构、协同观测方式灵活等优势，是满足时效性、经济性、灵活性三方面需求的有效途径。分布式遥感系统要想实现微纳星群的集群化、网络化、协同化应用，需要解决一系列有待攻关的挑战性问题。遥感任务的多样性要求星群具备多种模式下网络协同观测能力，不同模式间的切换要求集群卫星具备构型变迁重构的能力，如何实现多约束条件下本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微纳星群变迁规划与控制方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)对地心惯性坐标系、航天器本体坐标系、航天器轨道坐标系进行定义；(2)针对星群构型分散聚集漂移任务，设计基于相对轨道要素的构型漂移最优策略；(3)针对微纳星群一致性控制任务，设计基于势函数避免碰撞的星群自适应协同控制方案。

【技术特征摘要】
1.一种微纳星群变迁规划与控制方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)对地心惯性坐标系、航天器本体坐标系、航天器轨道坐标系进行定义；(2)针对星群构型分散聚集漂移任务，设计基于相对轨道要素的构型漂移最优策略；(3)针对微纳星群一致性控制任务，设计基于势函数避免碰撞的星群自适应协同控制方案。2.根据权利要求1所述的一种微纳星群变迁规划与控制方法，其特征在于：所述步骤(2)中，建立基于相对轨道根数的相对运动模型，得出每个...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘付成，武海雷，孙玥，韩飞，刘超镇，孙俊，
申请(专利权)人：上海航天控制技术研究所，
类型：发明
国别省市：上海,31