一种在线目标轨道规划方法、设备、存储介质技术

本申请提供一种在线目标轨道规划方法、设备、存储介质，该方法包括：根据当前时刻的轨道面参数确定目标轨道参数；根据当前时刻的运动状态、终端时刻的运动状态和发动机信息计算由当前点到达目标点所需的第一速度增量；根据当前时刻的性能参数计算当前时刻所提供的第二速度增量；根据第一速度增量和第二速度增量修正目标轨道参数，进行目标轨道规划。本申请提供的方法，根据当前时刻的轨道面参数确定目标轨道参数，根据当前点到达目标点的第一速度增量和第二速度增量进行目标轨道规划，实现了突发事件下通过飞行任务的在线规划来进行飞行任务的挽救，进而提高控制系统对飞行过程中突发事件的主动处理能力。发事件的主动处理能力。发事件的主动处理能力。

【技术实现步骤摘要】
一种在线目标轨道规划方法、设备、存储介质


[0001]本申请涉及运载火箭控制
，尤其涉及一种在线目标轨道规划方法、设备、存储介质。

技术介绍

[0002]现代运载火箭需要采用更强大的动力系统以满足运载能力需求，但动力系统故障对发射任务的影响尤为严重，且在航天发展史上，有很多运载火箭因为动力系统故障而造成发射任务失败的事故。
[0003]早在2002年，美国NASA马歇尔太空飞行中心就1990
‑
2000年美国、欧洲、日本和俄国所有航天发射任务失事的原因进行过统计和分析发现，高达42.5％的事故有可能通过应用先进的制导与控制技术进行应急处理得以挽救，并于2012年10月通过先进的制导与控制技术对连续两起推进系统故障下的飞行任务进行了成功的挽救。俄罗斯的专家也意识到了通过先进制导与控制技术对提升任务完成率的重要性，并在2016年的IAC大会上，发表了一篇“通过先进的自适应制导算法降低火箭任务风险”的文章。
[0004]因此，通过目标轨道的重规划来进行飞行任务的挽救十分重要。
专利技术内容
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种在线目标轨道规划方法，其特征在于，所述方法包括：根据当前时刻的轨道面参数确定目标轨道参数；根据当前时刻的运动状态、终端时刻的运动状态和发动机信息计算由当前点到达目标点所需的第一速度增量；根据当前时刻的性能参数计算当前时刻所提供的第二速度增量；根据所述第一速度增量和所述第二速度增量修正所述目标轨道参数，进行目标轨道规划。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据当前时刻的轨道面参数确定目标轨道参数之前，还包括：根据飞行软件的运载能力计算函数，得到进行在线目标轨道规划的指令。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据当前时刻的轨道面参数确定目标轨道参数，包括：根据当前时刻的轨道面参数确定目标轨道的轨道倾角和升交点经度。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据当前时刻的运动状态、终端时刻的运动状态和发动机信息计算由当前点到达目标点所需的第一速度增量，包括：根据当前时刻的运动状态、终端时刻的运动状态和发动机信息，采用数值积分的方式计算由当前点到达目标点所需的第一速度增量；其中，数值积分时采用的状态方程为：V
ξ
、V
η
、V
ξ
为飞行器在基准坐标系O0‑
X0Y0Z0下沿各轴方向的速度，ξ、η、ζ为飞行器在基准坐标系O0‑
X0Y0Z0下沿各轴方向的位置，g
ξ
、g
η
、g
ζ
为标准重力加速度在基准坐标系O0‑
X0Y0Z0下沿各轴方向的分量，
·
为求一阶导数运算符，为控制力产生的视加速度，为推力矢量在基准坐标系O0‑
X0Y0Z0下O0‑
X0Y0平面的投影与O0X0轴的夹角；ψ
*
为推力矢量与基准坐标系O0‑
X0Y0Z0下O0‑
X0Y0平面的夹角。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基准坐标系O0‑
X0Y0Z0为惯性系；所述基准坐标系O0‑
X0Y0Z0的原点O0为地心，O0Y0轴在目标点所确定的轨道平面内，指向升交点，O0Z0轴垂直于轨道平面，指向轨道法线的负方向，O0‑
X0Y0Z0为右手直角坐标系。6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，在所述基准坐标系O0‑
X0Y0Z0中，从Z0轴正方向看，逆时针为正。7.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，ψ
*
在所述基准坐标系O0‑
X0Y0Z0中，从Z0轴正方向看，推力矢量位于O0‑
X0Y0平面的内侧为正。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述当前时刻的性能参数包括：发动机秒
流量、发动机比冲和当前时刻飞行器的质量。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述根据当前时刻的性能参数计算当前时刻所提供的第二速度增量，包括：通过如下公式计算当前时刻所提供的第二速度增量：其中，ΔV2为当前时刻所提供的第二速度增量，U为发动机比冲，m0为当前时刻飞行器的质量，m
p
为发动机秒流量，T
f
为前燃料所能工作的时间，t为积分公式中的时间变量。10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一速度增量和所述第二速度增量修正所述目标轨道参数，包括：当所述第一速度增量大于所述第二速度增量，则计算修正后的目标轨道参数；否则，将所述目标轨道参数作为修正后的目标轨道参数。11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述计算修正后的目标轨道参数，包括：确定关机时刻飞行器在地心惯性坐标系下沿各轴的位置和速度；根据关机时刻飞行器在地心惯性坐标系下沿各轴的位置和速度确定关机时刻的近地点高度和远地点高度；根据关机时刻的近地点高度和远地点高度确定近地点变化量和远地点变化量；根据所述近地点变化量和远地点变化量计算修正后的目标轨道参数。12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述确定关机时刻飞行器在地心惯性坐标系下沿各轴的位置和速度，包括：通过如下状态方程确定关机时刻飞行器在地心惯性坐标系下沿各轴的位置和速度：v
x
、v
y
、v
z
为关机时刻飞行器在地心惯性坐标系O
‑
XYZ下沿各轴的速度，x、y、z为关机时刻飞行器在地心惯性坐标系O
‑
XYZ下沿各轴的位置，g
x
、g
y
、g
z
为标准重力加速度在地心惯性坐标系O
‑
XYZ下沿各轴方向的分量，为求一阶导数运算符，为控制力产生的视加速度，θ

【专利技术属性】
技术研发人员：何勇，胡海峰，宋征宇，王健，柴嘉薪，
申请(专利权)人：北京航天自动控制研究所，
类型：发明
国别省市：