一种微推力作用下的纳星燃料最省抵近轨道优化方法技术

本发明专利技术提供一种微推力作用下的纳星燃料最省抵近轨道优化方法，以微推力作用下纳星抵近燃料最省作为优化目标，建立包含哈密顿函数、协态方程、推力控制函数的两点边值问题，利用纳星位置及其协态变量、速度及其协态变量，建立状态方程，利用两点边值问题的解和纳星抵近相对距离实时值，建立量测方程；将轨迹分为多段，以抵近相对距离控制在一定范围内为结束条件，利用容积卡尔曼滤波方法求解状态方程和量测方程，并且每一段滤波终端位置和速度的估计值作为下一段滤波的初始值，每段滤波仅更新协态变量初值。该方法可以获得最优抵近轨迹及推力施加情况。推力施加情况。推力施加情况。

【技术实现步骤摘要】
一种微推力作用下的纳星燃料最省抵近轨道优化方法


[0001]本专利技术属于航天轨道动力学
，涉及一种微推力作用下的纳星燃料最省抵近轨道优化方法。

技术介绍

[0002]近年来，随着微型化技术和高度集成化技术的发展，纳星的发展变得十分迅猛。纳星的质量一般在1～10kg，以3U、6U、9U或12U的标准化结构呈现。纳星具有体积小、质量轻、集成化以及高性能等优点，正是这些优点使得纳星具有广阔的空间应用价值。无论是何种空间应用任务，都离不开轨道机动技术。轨道机动是卫星进行空间态势感知、空间攻击对抗以及空间防御等空间操控任务的基础。对于卫星来说，尤其是纳星，其自身携带燃料有限，在执行不同空间任务时，必须优化轨道机动轨迹以满足任务需求。因此，在微小推力作用下，燃料最省条件下，纳星抵近轨迹如何优化是需要解决的问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是设计一种微推力作用下的纳星燃料最省抵近轨道优化方法，通过庞特里亚金极小值原理构建能量最省两点边值问题，将两点边值问题转化为状态估计问题，并对优化轨迹进行多段划分，利用容积卡尔曼滤波本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微推力作用下的纳星燃料最省抵近轨道优化方法，其特征在于：步骤一、以微推力作用下纳星抵近燃料最省作为优化目标，构造哈密顿函数H_fuel：抵近燃料最省性能指J标：t0为开始时间，t
f
为结束时间；其中，r＝[x,y,z]
T
和v＝[v
x
,v
y
,v
z
]
T
分别为远程抵近卫星相对于目标卫星轨道坐标系的位置和速度；ω为目标卫星的轨道角速度；Thrust为微推力器推力大小，α为微推力器推力施加方向，且||α||＝1，m为远程抵近卫星的质量；步骤二，建立协态方程：步骤二，建立协态方程：步骤三，确定纳星的微推力方向和大小控制函数：方向角：推力大小：其中：步骤四，以微推力作用下纳星抵近时间最优作为优化目标，采用庞特里亚金极小值原理构建建立包含哈密顿函数、协态方程、推力控制函数的两点边值问题：
在给定初始状态值条件下，采用积分状态方程和协态方程即可求解满足终端状态值的位置值、速度值及其协态变量值，得到两点边值问题的解；其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：周伟静，叶继飞，常浩，李南雷，邢宝玉，
申请(专利权)人：中国人民解放军战略支援部队航天工程大学，
类型：发明
国别省市：