日地L5平动点转移轨道的快速设计方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种日地L5平动点转移轨道的快速设计方法及系统，基于日心二体轨道解析模型，设定转移圈数、转移时间及转移轨道偏心率，计算转移轨道半长轴；根据步骤1中的转移轨道半长轴、偏心率及地球的轨道参数，设定转移轨道倾角，采用地球零半径影响球模型，计算探测器的双曲线超速大小及方向；设定探测器在抵达L5点施加一次制动脉冲，利用步骤1～2中的转移轨道参数计算该脉冲的大小与方向；以上述步骤计算得到的日心二体转移轨道参数作为初值猜测，采用日心多体轨道模型，通过迭代优化计算高精度的转移轨道。本发明专利技术中的方法实现了轨道精度、计算量及设计效率之间的权衡，有效地减少迭代次数、降低计算量，并确保数值迭代的鲁棒性。鲁棒性。鲁棒性。

【技术实现步骤摘要】
日地L5平动点转移轨道的快速设计方法及系统


[0001]本专利技术涉及航天器轨道设计与优化
，具体地，涉及一种日地L5平动点转移轨道的快速设计方法及系统。

技术介绍

[0002]近年来，日地系统L5点因其较好的稳定性带来了很大的应用前景，相关的任务设计成为了航天工程及应用领域的重点。日地系统L5点与地球的距离大约为1AU，附近的空间环境相对理想，在该点上放置探测器，可以获得长基线的优势，通过与近地卫星配合，实现对太阳的立体观测，并对地球的空间环境进行预警。同时，从深空探测测控的角度，也可以在日地系统L5点放置通讯卫星，为深空探测服务利用。迄今为止，人们已对日地系统L1和L2点发射了若干航天器，相关研究成果较丰富，但对日地系统L5点，不仅理论研究较少，而且在工程上也尚未有航天器抵达该区域。随着深空探测技术的发展，日地系统L5点的科学价值日益凸显，其相应的轨道设计已成为一个热点。
[0003]总的来说，人们对日地系统L5平动点转移轨道研究的关注程度仍不够，相关的研究成果也较为欠缺，这与其重要的科学价值不匹配，为此应进一步深入日地系统L本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种日地L5平动点转移轨道的快速设计方法及系统，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：基于日心二体轨道解析模型，设定转移圈数、转移时间及转移轨道偏心率，计算转移轨道半长轴；步骤2：根据步骤1中的转移轨道半长轴、偏心率及地球的轨道参数，设定转移轨道倾角，采用地球零半径影响球模型，计算探测器的双曲线超速大小及方向；步骤3：设定探测器在抵达L5点施加一次制动脉冲，利用步骤1～2中的转移轨道参数计算该脉冲的大小与方向；步骤4：以步骤1～3计算得到的日心二体转移轨道参数作为初值猜测，采用日心多体轨道模型，通过迭代优化计算高精度的转移轨道。2.根据权利要求1所述的日地L5平动点转移轨道的快速设计方法，其特征在于，所述步骤1具体包括如下步骤：步骤1.1：将制动脉冲位置设定在转移轨道的近日点或者远日点处；步骤1.2：对转移轨道半长轴的初值进行猜测，采用日心二体轨道模型，利用转移时间计算探测器在抵达脉冲位置时的日心相位角；步骤1.3：构建打靶方程。3.根据权利要求2所述的日地L5平动点转移轨道的快速设计方法，其特征在于，所述步骤1.3中，以步骤1中的转移轨道半长轴作为迭代变量，搜索计算半长轴使得探测器与L5点的相位角偏差为零，收敛得到转移轨道半长轴。4.根据权利要求1所述的日地L5平动点转移轨道的快速设计方法，其特征在于，步骤2具体包括如下步骤：步骤2.1：根据步骤1中计算得到转移轨道半长轴和偏心率，计算转移轨道远日点和近日点的日心距；步骤2.2：根据地球的轨道和步骤2.1中转移轨道远日点和近日点的参数，计算得到探测器的双曲线超速大小；步骤2.3：确定探测器的双曲线超速大小及方向。5.根据权利要求4所述的日地L5平动点转移轨道的快速设计方法，其特征在于，所述步骤2.3中，根据转移轨道的偏心率、半长轴及步骤2.2中的探测器的双曲线超速大小，计算探测器双曲线超速...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑艺裕，宋君强，王京士，
申请(专利权)人：上海卫星工程研究所，
类型：发明
国别省市：