【技术实现步骤摘要】
针对低轨巨型星座高效能对抗的轨道设计方法及设备
[0001]本专利技术属于航天器轨道设计
，涉及一种针对低轨巨型星座对抗的轨道设计方法及设备。
技术介绍
[0002]近年来，低轨巨型星座发展步入快车道，导致低轨空间目标数量以前所未有的速度迅猛增长，给载人航天、在轨卫星运行、航天发射等活动带来巨大风险，低轨巨型星座军事化已经开始萌芽。STARLINK等低轨巨型星座的军事威胁引起了各国的高度重视。因此，针对低轨巨型星座的空间攻防对抗技术十分重要，这其中，就包括对敌方星座实施侦察、破坏其部件结构，干扰航天器的正常运行。针对低轨巨型星座对抗，需要设计合理的任务轨道，使得任务航天器快速高效地对敌方星座进行侦察或破坏，目前鲜有文献对此类问题进行详细建模与效能分析。
技术实现思路
[0003]本专利技术为了解决现有的轨道设计方法设计的轨道存在不能同时兼顾巨型星座高效能对抗任务能效和对抗环境条件要求，不能满足任务航天器载荷能力和任务需求。
[0004]一种针对低轨巨型星座高效能对抗的轨道设计方法，包括以下步骤：...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种针对低轨巨型星座高效能对抗的轨道设计方法，其特征在于，包括以下步骤：首先，基于目标星座轨道面信息，针对任务航天器分别进行逆行轨道和顺行轨道设计；然后，针对设计的逆行轨道和顺行轨道，分别计算各自对应的收益J，选择收益最大的方案作为最终的高效能轨道设计方案；计算收益J的过程如下：设在任务时间内，任务航天器共侦察到m个目标航天器，设计如下的收益函数：其中，α
j,1
、α
j,2
、α
j,3
、α
j,4
分别为任务航天器对目标j的侦察窗口时长收益、最近距离收益、窗口数量收益、载荷能力要求收益，载荷能力要求收益即最大跟踪角速度收益；p1、p2和p3分别为各关键要素的权重系数；令x
1k
、x
2k
、x
3k
分别表示任务关键要素k的区间阈值，k＝1,2,3,4分别表示侦察窗口时长、最近距离、窗口数量、最大跟踪角速度；x
j,1
、x
j,2
、x
j,3
、x
j,4
分别为任务航天器对目标j的侦察窗口时长、最近距离、窗口数量、最大跟踪角速度；侦察窗口时长收益如下：其中，0＜λ
11
＜1为侦察窗口时长的收益影响区间特征值；最近距离收益如下：其中，0＜λ
12
＜1为最近距离的收益影响区间特征值；窗口数量收益如下：其中，0＜λ
13
＜1为窗口数量的收益影响区间特征值；
最大跟踪角速度收益如下：其中，0＜λ
14
＜1为最大跟踪角速度的收益影响区间特征值。2.根据权利要求1所述的一种针对低轨巨型星座高效能对抗的轨道设计方法，其特征在于，针对任务航天器进行逆行轨道设计的过程，包括以下步骤：首先，获得目标星座某一轨道面信息，用轨道根数表示为：a
t
,e
t
,i
t
,ω
t
,Ω
t
,f
t
分别表示目标轨道的半长轴、偏心率、轨道倾角、近地点幅角、升交点赤经和真近点角；设初始时刻逆行轨道的轨道根数为根据目标轨道面信息设计得到逆行轨道根数；由此完成了逆行轨道设计。3.根据权利要求2所述的一种针对低轨巨型星座高效能对抗的轨道设计方法，其特征在于，根据目标轨道面信息设计得到的逆行轨道根数如下：i＝180
°‑
i
t
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)|Ω
‑
Ω
t
|＝180
°
,Ω,Ω
t
∈[0,360
°
)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)令e＝0，近地点幅角ω、真近点角f取值任意；设a
‑
a
t
＝Δa，Δa为正时，任务航天器位于目标航天器上方，反之位于下方。4.根据权利要求1、2或3所述的一种针对低轨巨型星座高效能对抗的轨道设计方法，，其特征在于，针对任务航天器进行顺行轨道设计的过程，包括以下步骤：设目标星座轨道面上均匀分布有n颗航天器，则它们相位角之间的差值为Δθ＝360
°
/n，设初始时刻目标轨道面上种子星sat1的轨道根数则其余航天器的轨道根数与该航天器的前5个元素相同，真近...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴宝林，陈俊宇，孙兆博，董雨洋，林子杰，王孟磊，马嘉宏，宁铠，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：
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