一种多服务飞行器空间在轨服务燃料最优轨道的设计方法技术

本发明专利技术公开了一种多服务飞行器空间在轨服务燃料最优轨道的设计方法。步骤1：确定任务飞行器B

【技术实现步骤摘要】
一种多服务飞行器空间在轨服务燃料最优轨道的设计方法
本专利技术属于航天领域；具体涉及一种多服务飞行器空间在轨服务燃料最优轨道的设计方法。
技术介绍
满足空间在轨服务系统任务要求的燃料最省的服务飞行器转移轨道设计技术始终是空间轨道优化设计领域的一个研究重点。空间在轨服务系统转移轨道设计的最终目的是使服务飞行器在预定轨道进行变轨，在一定的燃料约束和时间约束下，能够对任务飞行器进行服务，有时还会要求多个服务飞行器同时服务于多个任务飞行器，以提高服务效率并完成其他协同任务。目前多种转移轨道设计方法在进行在轨服务飞行器转移轨道设计的过程中得到广泛应用。其中霍曼变轨，即共面圆轨道之间的最佳转移轨道，具有机动操作简单，转移飞行器可保持相对定向的优势，但其要求严格满足初始相位关系，且导航和制导误差对交会精度影响较大，交会过程视线变化很大，无法实现任务飞行器和服务飞行器处于异面轨道的服务任务。此外，一种近地近圆轨道、交会时间固定的地面引导四冲量最优交会方式也是较为常见的方法，但该方法只适用于近地近圆轨道，无法完成目标轨道为高空轨道的轨道设计任务。目前为止本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多服务飞行器空间在轨服务燃料最优轨道的设计方法，其特征在于：所述设计方法具有以下步骤：/n步骤1：确定任务飞行器B

【技术特征摘要】
1.一种多服务飞行器空间在轨服务燃料最优轨道的设计方法，其特征在于：所述设计方法具有以下步骤：
步骤1：确定任务飞行器Bn和服务飞行器Sn轨道；
步骤2：基于步骤1的轨道，在可行转移时间区间内选取多个转移时间；
步骤3：当服务飞行器S1的变轨点为Y1时，确定服务飞行器S1的变轨点与任务飞行器B1交会的燃料最省转移轨道；
步骤4：确定服务飞行器S1的最优预设变轨点Ybest1；
步骤5：根据服务飞行器S1的最优预设变轨点Ybest1，确定服务飞行器S1的最佳变轨区间；
步骤6：在服务飞行器S1最优预设变轨区间内，对服务飞行器S1可能的转移时间进行细分；
步骤7：在最佳变轨区间内，求解燃料最优的服务飞行器S1的转移轨道；
步骤8：确定燃料最优的服务飞行器S2,S3,…,SM的转移轨道；
步骤9：改变预设变轨点数量N，得到对于不同任务飞行器数量M的计算效率高的N的取值。


2.根据权利要求1所述一种多服务飞行器空间在轨服务燃料最优轨道的设计方法，其特征在于：所述步骤1具体为，根据在轨服务系统的总体任务要求，确定已知任务飞行器所在空间轨道，并选择M个任务飞行器在轨道上分布较为均匀的位置Bn(n＝1,2,…,M)，作为服务飞行器与任务飞行器的交会点，根据任务飞行器所在的目标轨道的轨道根数，选择与之共面或轨道形状与目标轨道相差不大的轨道作为服务飞行器初始轨道，在该轨道上选择N个点Y1,Y2,…YN，作为服务飞行器Sn(n＝1,2,…,M)的预设变轨点位置。


3.根据权利要求1所述一种多服务飞行器空间在轨服务燃料最优轨道的设计方法，其特征在于：所述步骤2具体为，设服务飞行器能达到的最大速度增量为ΔvT；已知初始时刻(t1)服务飞行器在轨道上位置为速度为交会时刻(t2)任务飞行器在轨道上的位置为速度为则通过Lambert问题的Battin-Vaughan解法，得到在转移轨道飞行时间为Δt时的服务飞行器变轨点速度增量进而，在可能的任务飞行器和服务飞行器交会时间区间[T0,T1]内，通过大步长采点方式，粗估计确定服务飞行器满足变轨点速度增量Δvn＜ΔvT(n＝1,2,…,M)的转移时间区间[Δtmin,Δtmax]；该时间区间内每隔t0秒取一次转移时间值，记


4.根据权利要求1所述一种多服务飞行器空间在轨服务燃料最优轨道的设计方法，其特征在于：所述步骤3具体为，对于第一个任务飞行器B1，此时服务飞行器S1的变轨点为Y1，通过遍历Δt(k)，利用Lambert问题的Battin-Vaughan解法，得到在Y1点的使变轨增量Δv1,1最小的转移时间t1,1，即在该预设变轨点Y1和交会点处使服务...

【专利技术属性】
技术研发人员：王松艳，晁涛，蒋瑞晔，杨明，
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