【技术实现步骤摘要】
一种面向同轨多目标航天器快速响应的交会任务规划方法
[0001]本专利技术涉及一种面向同轨多目标航天器快速响应的交会任务规划方法，尤其涉及适用于GEO或大型星座中的同轨多目标航天器快速响应的交会任务规划方法，属于航空航天
技术介绍
[0002]多航天器交会对接的任务规划技术在航天器快速响应在轨服务任务中有着重要意义，其不仅能给出每个任务航天器的转移机动信息，同时也能生成多目标情况下的任务序列，评估完成多目标交会任务所需的航天器总数，是保证任务顺利完成的关键。航天器多目标交会任务规划技术目前主要以空间碎片清除为背景，在认为任务时间充分长的基础上只考虑轨道面变化，将任务规划问题转换为动态旅行商问题后再进行求解。上述任务规划的处理方法虽然已十分成熟，但求解时需要使用智能算法大量迭代，计算速度较慢，难以满足快速响应要求和星上计算能力限制。此外，以空间碎片清除为背景的任务规划方法面对的任务时间约束往往非常宽松，这与快速响应背景下的任务规划问题并不一致，导致原有方法适用性降低，且没有对任务时间短的特点加以利用。基于此，本专利提...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种面向同轨多目标航天器快速响应的交会任务规划方法，其特征在于：包括如下步骤，步骤一：根据目标轨道高度和总任务时间约束，以相位差表征任务航天器与同轨目标的相对位置，对离散后的所有相位差情况分别建立任务航天器与同轨目标交会的Lambert问题并求解，得到任务航天器与同轨目标交会所需速度增量的数据库，由于交会任务要求快速响应，因此忽略等待时间和转移时间的分配比例，直接将总任务时间全部用于转移飞行，从而构建数据库时的自变量只有任务航天器与同轨目标航天器之间的相位差维度，简化数据库变量维度，提高数据库构建效率，进而提高后续步骤二至四航天器快速响应的交会任务规划效率；步骤二：获取需要交会的所有目标所在位置，设定单个任务航天器的速度增量上限、可交会目标的最大数量；以任务航天器在相邻目标间转移所需的时间为优化变量，以各次转移总速度增量最小为优化目标，并利用步骤一中构建的任务航天器与同轨目标交会所需速度增量数据库，插值计算任务航天器在相邻目标航天器之间转移所需的速度增量，建立任务时间分配优化问题；步骤三 将任务航天器的初始位置设置为与第一个目标相重合；使用任意非线性优化求解器，从单个任务航天器可交会目标的最大数量开始，求解步骤二中建立的任务时间分配优化问题，并依次减少交会目标数量循环求解，直至求解出的总速度增量小于任务航天器的速度增量上限约束；步骤四：任务航天器与同轨目标交会所需速度增量数据库已通过步骤一离线构建并预先存储在星载计算机中；利用预先存储在星载计算机中的任务航天器与同轨目标交会所需速度增量数据库，对多个任务航天器逐次重复步骤二至步骤三，直至对所有目标航天器均完成任务航天器分配和交会任务规划；由于任务航天器与同轨目标交会所需速度增量数据库能够离线计算，因此使用数据库插值的方式获取相邻目标航天器之间转移所需速度增量，能够减少建立任务时间分配优化问题时的计算开销，进一步提高在线计算效率。2.如权利要求1所述的一种面向同轨多目标航天器快速响应的交会任务规划方法，其特征在于：还包括步骤五：将步骤四中多目标航天器任务分配和交会任务规划结果，应用于多目标航天器交会任务制导控制，在保证精度的前提下提高航天器交会任务制导控制效率，实现对多目标航天器的快速交会。3.如权利要求1或2所述的一种面向同轨多目标航天器快速响应的交会任务规划方法，其特征在于：步骤一实现方法为，步骤1.1将任务航天器的轨道设置为与目标相同的圆轨道，在转移时间约束范围内离散转移时间，用t表示；在0～360
°
范围内离散相位差，用δ表示，并用表示同轨目标编号k到编号j之间的相位差；步骤1.2对步骤1.1中离散得到的每一种相位差和转移时间组合，分别建立任务航天器转移飞行的Lambert问题；步骤1.3求解步骤1.2中建立的所有Lambert问题，得到任务航天器与同轨目标交会所需速度增量的数据库；任意转移时间和相位差均对应一个转移所需速度增量Δv，将其对应关系表示为Δv＝f(t,δ)
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