载人月面着陆器的上升交会轨道参数设计方法技术

本发明专利技术涉及一种载人月面着陆器的上升交会轨道参数设计方法，包括步骤：a.给定过渡轨道高度ha1和Lambert准备段飞行时长t3的初值；b.计算从入轨至Lambert初始机动前的总飞行时间t1‑3、相位差Δφ1‑3和轨道圆化速度增量ΔvCSI；c.计算相位差Δφ4的上限值Δφ4‑max；d.确定φ4的搜索空间为0～π，得出Lambert转移段轨道半长轴a4的搜索空间；e.计算出a4和φ4搜索空间内的Lambert转移段飞行时长t4及Lambert初始机动和终端机动的总速度增量ΔvL、相位差Δφ4的取值矩阵；f.根据任务要求和器上资源约束，分别确定总飞行时长和总速度增量的上边界tmax和Δvmax；g.根据Δφ4、t4和ΔvL随a4的变化规律，快速确定Δφ4‑max、tmax和Δvmax约束下的a4和φ4边界值，最终得到由a4和φ4取值空间表示的轨道参数可行域。

Design method of ascending rendezvous orbit parameters for manned lunar lander

The invention relates to a method for designing the parameters of the ascending rendezvous orbit of a manned lunar lander, which includes steps: A. initial value of flight time T 3 for given transition orbit altitude ha 1 and Lambert preparation period; B. calculation of total flight time T1 3, phase difference 1 3 and orbital circularization velocity increment vCSI from orbit entry to initial maneuver of Lambert; C. calculation of the upper limit value of phase difference 4 max; D. The searching space of Lambert transfer section is 0~pi, and the searching space of semi-long axis A4 in Lambert transfer section is obtained. E. The total velocity increment vL and phase difference___________ Boundaries Tmax and vmax; g. According to the variation of 4, T4 and vL with a4, the boundary values of A4 and Vmax under the constraints of

【技术实现步骤摘要】
载人月面着陆器的上升交会轨道参数设计方法
本专利技术涉及航天器交会对接
，尤其涉及一种载人月面着陆器的上升交会轨道参数设计方法。
技术介绍
在典型的载人月球探测模式中，航天员完成月面探测任务后需搭乘载人月面着陆器从月面起飞上升，与环月轨道上的目标飞行器交会对接。在美国“阿波罗”计划和“星座”计划中，目标飞行器为载人飞船；在俄罗斯提出基于环月空间站的载人月球探测任务概念中，目标飞行器为月球轨道空间站。由于处于月面着陆起飞任务末端，上升交会过程中载人月面着陆器上的资源(能源、推进剂、航天员消耗品等)十分有限，这对任务的快速性提出了严苛要求。同时由于处在地球远端，地面测控支持能力也十分受限，需要载人月面着陆器具有较强的自主能力。如果载人月面着陆器能对目标飞行器进行持续的相对测量，可显著提升任务自主性，也为必要时航天员进行手动控制提供信息支撑。目前只有“阿波罗”计划成功实施了载人月面着陆器的上升交会对接。阿波罗-14～阿波罗-17均采用了从月面上升直接与目标飞行器交会的策略，任务周期最短，不超过目标飞行器的1个轨道周期。但直接上升交会策略对载人月面着陆器的轨道测量控制精度要求较高，因此本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种载人月面着陆器的上升交会轨道参数设计方法，包括以下步骤：a.给定载人月面着陆器的上升过渡轨道高度ha1和Lambert准备段飞行时长t3的初值；b.计算从载人月面着陆器入轨至Lambert初始机动前的总飞行时间t1‑3、相位差Δφ1‑3和轨道圆化速度增量ΔvCSI；c.计算Lambert转移段的相位差Δφ4的上限值Δφ4‑max；d.确定Lambert转移段相位φ4的搜索空间为0～π，根据航天员的观察和操控特点得出Lambert转移段轨道半长轴a4的搜索空间；e.计算出Lambert转移段轨道半长轴a4和Lambert转移段相位φ4搜索空间内的Lambert转移段飞行时长t4及Lamb...

【技术特征摘要】
1.一种载人月面着陆器的上升交会轨道参数设计方法，包括以下步骤：a.给定载人月面着陆器的上升过渡轨道高度ha1和Lambert准备段飞行时长t3的初值；b.计算从载人月面着陆器入轨至Lambert初始机动前的总飞行时间t1-3、相位差Δφ1-3和轨道圆化速度增量ΔvCSI；c.计算Lambert转移段的相位差Δφ4的上限值Δφ4-max；d.确定Lambert转移段相位φ4的搜索空间为0～π，根据航天员的观察和操控特点得出Lambert转移段轨道半长轴a4的搜索空间；e.计算出Lambert转移段轨道半长轴a4和Lambert转移段相位φ4搜索空间内的Lambert转移段飞行时长t4及Lambert初始机动和终端机动的总速度增量ΔvL、相位差Δφ4的取值矩阵；f.根据任务要求和器上资源约束，分别确定总飞行时长和总速度增量的上边界tmax和Δvmax；g.根据Lambert终端机动的总速度增量Δφ4、Lambert转移段飞行时长t4和Lambert初始机动和终端机动的总速度增量ΔvL随Lambert转移段轨道半长轴a4的变化规律，快速确定Δφ4-max、tmax和Δvmax约束下的Lambert转移段轨道半长轴a4和Lambert转移段相位φ4边界值，最终得到由Lambert转移段轨道半长轴a4和Lambert转移段相位φ4取值空间表示的轨道参数可行域。2.根据权利要求1所述的载人月面着陆器的上升交会轨道参数设计方法，其特征在于，在所述b步骤中，从载人月面着陆器入轨至Lambert初始机动前的总飞行时间t1-3由0.5个初始轨道周期、0.5个过渡轨道周期和Lambert准备段时长t3组成，初始轨道周期和过渡轨道周期根据入轨高度h0和过渡轨道月心距r3确定；相位差Δφ1-3为同一飞行时段内载人月面着...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯振东，田林，彭坤，黄震，杨雷，张柏楠，
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