一种地月三角平动点附近的轨道设计方法技术

本发明专利技术公开了一种地月三角平动点附近的轨道设计方法，包括如下步骤：(1)构建星历模型下地月三角平动点L4和L5附近运动的半分析解近似；(2)设计星历模型下地月三角平动点L4和L5附近维持一定时间的任务轨道；(3)输出轨道设计结果，即以一定的时间间隔生成地心天球坐标系和地月瞬时会合坐标系下探测器的位置和速度矢量。本发明专利技术能够从任意时刻开始设计维持较长时间的任务轨道，采用的半分析解精度更高且适用于两个三角平动点，易于轨道设计师直接调用。调用。调用。

【技术实现步骤摘要】
一种地月三角平动点附近的轨道设计方法


[0001]本专利技术涉及航空航天
，尤其是一种地月三角平动点附近的轨道设计方法。

技术介绍

[0002]现有的星历模型下的理论研究结果尚不全面，且距离实际工程应用需求有一定距离。简化的圆型限制性三体问题下三角平动点附近设计出的轨道在实际地月系统中通常会很快发散。以圆型限制性三体问题下的L4点为例，在简化的圆型限制性三体问题模型下，探测器将固定在此点保持位置不变，然而这条轨道在实际地月系统中运行时很快就发散，不适合作为任务轨道。简言之：圆型限制性三体问题模型下的轨道作为实际力模型下的任务轨道精度不满足要求。地月系统的双圆模型从动力学上来说并不自洽，针对共线平动点，前期的工作已表明该模型会引起某些动力学结构的失真现象。针对三角平动点目前尚无相关研究工作，但动力学不自洽这一本质缺陷仍旧会影响解的适用性，因此仅有理论研究意义。平面地
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月
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日三体模型相比不自洽的双圆模型更符合实际的物理系统，但相比星历模型下的结果仍旧会引起一定程度的失真。以小振幅动力学替代轨道而言，星历本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种地月三角平动点附近的轨道设计方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)构建星历模型下地月三角平动点L4和L5附近运动的半分析解近似；(2)设计星历模型下地月三角平动点L4和L5附近维持一定时间的任务轨道；(3)输出轨道设计结果，即以一定的时间间隔生成地心天球坐标系和地月瞬时会合坐标系下探测器的位置和速度矢量。2.如权利要求1所述的地月三角平动点附近的轨道设计方法，其特征在于，步骤(1)中，构建星历模型下地月三角平动点L4和L5附近运动的半分析解近似具体包括如下步骤：(11)建立地心天球坐标系下的运动方程；(12)针对小振幅动力学替代轨道，具体处理包括如下步骤：(a)采用多点打靶的数值方法通过数值迭代过程构造维持一定时间的拟周期轨道，迭代的初值是圆型限制性三体问题三角平动点附近的任意轨道类型，需要为小振幅运动，在数值改进前由会合坐标系x
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y
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z转到地心天球坐标系X
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Y
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Z；(b)针对步骤(a)中构造出的拟周期轨道，采用快速傅里叶变换FFT的方式分析其频率，针对这些频率，仅提取其中的特定频率项及其系数其中ω1～ω4是与日
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地
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月三者的相对运动有关的四个基本频率，无论是地月系中的何种类型的轨道，这四个基本频率保持不变，这些特定频率的提取项合在一起的形式表示成如下形式其中(1)式相比圆型限制性三体问题下的轨道而言，是星历模型下真实运动更好的动力学近似；(c)以上式为初始猜测值，重复步骤(a)和步骤(b)，逐步改进(1)式中的频率组合及其对应的系数，重复上述步骤直至在一定的频率项组合下，各频率项对应的系数改变量小于预先设定值ε为止，即满足其中上标(m)表示第m次迭代的结果，此时，认为在一定精度条件下获得了小振幅动力学替代轨道；(d)经过上述步骤之后，获得小振幅动力学替代轨道，通过分析其附近的运动相对动力学替代轨道的偏差随时间的变化规律，给出小振幅动力学替代轨道附近运动的半分析描述；(13)针对大振幅动力学替代轨道，具体处理包括如下步骤：(a)首先在地心会合坐标系x
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y
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z...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯锡云，王鹏，辛晓生，
申请(专利权)人：南京大学，
类型：发明
国别省市：