一种空间飞行器绕飞任务中的自主防撞规避方法技术

本发明专利技术涉及一种空间飞行器绕飞任务中的自主防撞规避方法，包含：

【技术实现步骤摘要】
一种空间飞行器绕飞任务中的自主防撞规避方法


[0001]本专利技术涉及空间在轨服务技术，具体涉及一种空间飞行器绕飞任务中的自主防撞规避方法
。

技术介绍

[0002]随着航天技术应用领域的飞速拓展，空间在轨服务受到越来越多的重视，空间飞行器在执行绕飞任务时，可能出现某些特殊情况需要紧急退出绕飞并撤离，这时就需要空间飞行器自主完成防撞规避
。
[0003]目前空间飞行器的防撞规避方案主要是由地面遥控进行，不能实现星上自主
。
此外，在紧急情况下，由于指令存在一定的延时性，空间飞行器不能及时执行轨道机动，从而无法规避防撞
。
针对这一工程问题，本专利技术提出一种空间飞行器绕飞任务中的自主防撞规避方法，将空间飞行器在各平面内的绕飞轨迹划分为
10
个飞行区域，在各飞行区域中预设速度增量，采用星上自主的开环控制方式，使空间飞行器在全方位绕飞侦查任务中都可以保证安全快速撤离
。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种空间飞行器绕飞任务中的自主防撞规避方法，适用于空间飞行器在执行绕飞任务时，可能出现某些需要紧急退出绕飞并撤离的特殊情况，使空间飞行器在全方位绕飞侦查任务中都可以保证安全快速撤离
。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供一种空间飞行器绕飞任务中的自主防撞规避方法，包含以下步骤：
[0006]S1、
判断空间飞行器初始绕飞平面并划分飞行区域；
[0007]S2、r/>确定空间飞行器相对目标飞行器的当前相对状态并赋予固定的三轴速度增量；
[0008]S3、
空间飞行器执行给定的三轴速度增量，完成自主防撞规避操作
。
[0009]所述
S1
中初始绕飞平面是以目标飞行器为原点的轨道坐标系建立的，包含：
XOY、XOZ
和
YOZ
三个绕飞平面
。
[0010]所述
S1
中，分别对
XOY、XOZ
和
YOZ
三个绕飞平面进行总计
10
个飞行区域的划分，具体为：
[0011]对
XOY
绕飞平面的飞行区域划分：
[0012]第一区域：
R
re
(1)
＜0且
V
re
(1)
＞0；
[0013]第二区域：
R
re
(1)
＞0且
V
re
(1)
＞0；
[0014]第三区域：
R
re
(1)
＞0且
V
re
(1)
＜0；
[0015]第四区域：
R
re
(1)
＜0且
V
re
(1)
＜
0。
[0016]对
XOZ
绕飞平面的飞行区域划分：
[0017]第五区域：
R
re
(1)
＜0且
R
re
(3)
＞0；
[0018]第六区域：
R
re
(1)
＞0且
R
re
(3)
＞0；
[0019]第七区域：
R
re
(1)
＞0且
R
re
(3)
＜0；
[0020]第八区域：
R
re
(1)
＜0且
R
re
(3)
＜
0。
[0021]对
YOZ
绕飞平面的飞行区域划分：
[0022]第九区域：
R
re
(3)
＞0；
[0023]第十区域：
R
re
(3)
＜
0。
[0024]其中，
R
re
＝
[R
re
(1) R
re
(2) R
re
(3)]T
和
V
re
＝
[V
re
(1) V
re
(2) V
re
(3)]T
表示在目标飞行器轨道坐标系下，空间飞行器相对目标飞行器的三轴相对位置和三轴相对速度
。
[0025]所述
S2
中，空间飞行器相对目标飞行器的当前相对状态由星上自主相对导航进行获取
。
[0026]所述
S2
中，固定的三轴速度增量预设分别为：
[0027]第一区域：
V1＝
[
Δ
v
x 0 0]T
；
[0028]第二区域：
V2＝
[
‑
Δ
v
x 0 0]T
；
[0029]第三区域：
V3＝
[
‑
Δ
v
x 0 0]T
；
[0030]第四区域：
V4＝
[
‑
Δ
v
x 0 0]T
；
[0031]第五区域：
[0032]第六区域：
[0033]第七区域：
[0034]第八区域：
[0035]第九区域：
V9＝
[
‑
Δ
v
x 0 0]T
；
[0036]第十区域：
V
10
＝
[
Δ
v
x 0 0]T
；
[0037]其中，
Δ
v
x
、
Δ
v
y
和
Δ
v
z
分别表示目标飞行器轨道坐标系下
X、Y、Z
三轴的速度增量；
V
n
表示第
n
区域预设的防撞规避三轴速度增量
(n
值为1～
10)。
[0038]所述
S2
中，
Δ
v
x
、
Δ
v
y
和
Δ
v
z
计算公式分别为：
[0039][0040][0041]其中
n
为目标飞行器的平均轨道角速度，
d
x
为期望每轨的漂移距离，
d
z
为绕飞中心移动量
。
[0042]所述
S3
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种空间飞行器绕飞任务中的自主防撞规避方法，其特征在于，包含以下步骤：
S1、
判断空间飞行器初始绕飞平面并划分飞行区域；
S2、
确定空间飞行器相对目标飞行器的当前相对状态并赋予固定的三轴速度增量；
S3、
空间飞行器执行给定的三轴速度增量，完成自主防撞规避操作
。2.
如权利要求1所述的空间飞行器绕飞任务中的自主防撞规避方法，其特征在于，所述的
S1
中，初始绕飞平面是以目标飞行器为原点的轨道坐标系建立的，包含：
XOY、XOZ
和
YOZ
三个绕飞平面
。3.
如权利要求2所述的空间飞行器绕飞任务中的自主防撞规避方法，其特征在于，所述的
S1
中，分别对
XOY、XOZ
和
YOZ
三个绕飞平面进行总计
10
个飞行区域的划分
。
具体为：对
XOY
绕飞平面的飞行区域划分：第一区域：
R
re
(1)
＜0且
V
re
(1)
＞0；第二区域：
R
re
(1)
＞0且
V
re
(1)
＞0；第三区域：
R
re
(1)
＞0且
V
re
(1)
＜0；第四区域：
R
re
(1)
＜0且
V
re
(1)
＜0；对
XOZ
绕飞平面的飞行区域划分：第五区域：
R
re
(1)
＜0且
R
re
(3)
＞0；第六区域：
R
re
(1)
＞0且
R
re
(3)
＞0；第七区域：
R
re
(1)
＞0且
R
re
(3)
＜0；第八区域：
R
re
(1)
＜0且
R
re
(3)
＜0；对
YOZ
绕飞平面的飞行区域划分：第九区域：
R
re
(3)
＞0；第十区域：
R
re
(3)
＜0；其中，
R
re
＝
[R
re
(1) R
re
(2) R
re
(3)]
T
和
V
re
＝
[V
re
(1) V
re
(2) V
re
(3)]
T
表示在目标飞行器轨道坐标系下，空间飞行器相对目标飞行器的三轴相对位置和三轴相对速度
。4.
如权利要求1所述的空间飞行器绕飞任务中的自主防撞规避方法，其特征在于，所述的
S2
中，空间飞行器相对目标飞行器的当前相对状态由星上自主相对导航进行获取
。5.
如权利要求4所述的空间飞行器绕飞任务中的自主防撞规避方法，其特征在于，所述的
S2
中，固定的三轴速度增量的预设分别为：第一区域：
V1＝
[
...

【专利技术属性】
技术研发人员：龚腾上，刘禹，李辉雄，徐晨，徐文涛，
申请(专利权)人：上海航天控制技术研究所，
类型：发明
国别省市：