一种搭载于超低轨卫星平台的返回式飞行器自主制导方法技术

本发明专利技术公开了一种搭载于超低轨卫星平台的返回式飞行器自主制导方法。设置返回式飞行器搭载在超低轨卫星平台上，利用超低轨卫星平台长期稳定运行。在从运行轨道进入返回式飞行器的制动轨道过程中，超低轨卫星实时测量大气密度，计算得到返回式飞行器的大气阻力估计值。在返回式飞行器预定的返回时刻两圈次时，超低轨卫星释放返回式飞行器，同时将大气阻力估计值传输给返回式飞行器。分离后，返回式飞行器采用惯导轨道外推加GNSS测量修正的组合方法进行导航，在返回圈进行升交点与倾角误差的自主修正。并使用兰伯特问题典型算法求解给定的返回圈次首次制动点和第二脉冲点上的速度增量，以此为初值，输出制动时刻前后的返回式飞行器速度矢量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于航天航空，涉及返回式飞行器的设计与控制，具体涉及一种搭载于超低轨卫星平台的返回式飞行器自主制导方法。

技术介绍

1、近年来随着电推技术的发展，超低轨卫星的实现成为可能。超低轨道卫星一般是指运行在轨道高度300km以下150km以上的卫星，在此轨道部署卫星，可大幅缩短载荷与地面的作用距离，从而提升载荷工作效能，降低卫星研制和发射成本。如果将传统返回式飞行器与超低轨卫星进行融合设计，由于超低轨卫星正常任务轨道很低，与返回式飞行器返回轨道接近，一方面可以减少返回式飞行器制动消耗的化学燃料消耗，起到降低成本的作用。另一方面，在超低轨卫星平台释放返回式飞行器具有更大的灵活性和不可预知性，其返回工作流程具备突然性和隐蔽性。同时，超低轨卫星受大气阻力影响较大，经常处于开启电推进处于小推力变轨过程中，轨道特性变化较大，具备一定的隐身能力。

2、现有技术1(轨道轰炸飞行器过渡段轨道设计与制导，胡正东等，固体火箭技术，2009年第32卷第五期)在返回式飞行器中使用了一种兰伯特制导方法，针对j2摄动进行了补偿，但是未针对大气阻力情况进行针对性设计。现有本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种搭载于超低轨卫星平台的返回式飞行器自主制导方法，将返回式飞行器搭载在超低轨卫星平台上，利用超低轨卫星平台的电推力器进行超低轨轨道运行和变轨，其特征在于：返回式飞行器的返回制导方法如下：

2.如权利要求1所述一种搭载于超低轨卫星平台的返回式飞行器自主制导方法，其特征在于：当返回式飞行器在返回圈升交点经度与标称轨道经度差值大于设定阈值时，在首次到达远地点时进行一次升交点的自主修正；设轨道修正的控制时间点为tl，返回圈的升交点时刻为tr，则返回圈升交点经度偏差ΔL(tr)为：

3.如权利要求1所述一种搭载于超低轨卫星平台的返回式飞行器自主制导方法，其特征在于：当...

【技术特征摘要】

1.一种搭载于超低轨卫星平台的返回式飞行器自主制导方法，将返回式飞行器搭载在超低轨卫星平台上，利用超低轨卫星平台的电推力器进行超低轨轨道运行和变轨，其特征在于：返回式飞行器的返回制导方法如下：

2.如权利要求1所述一种搭载于超低轨卫星平台的返回式飞行器自主制导方法，其特征在于：当返回式飞行器在返回圈升交点经度与标称轨道经度差值大于设定阈值时，在首次到达远地点时进行一次升交点的自主修正；设轨道修正的控制时间点为tl，返回圈的升交点时刻为tr，则返回圈升交点经度偏差δl(tr)为：

3.如权利要求1所述一种搭载于超低轨卫星平台的返回式飞行器自主制导方法，其特征在于：当返回式飞行器在返回圈升交点经度与标称轨道经度差值小于设定阈值时，进行升交点残余误差和倾角误差的组合修正，具体通过轨道倾角偏差δi和轨道升交点赤经偏差δω的联合修正实现法向相对距离偏差δn和法向相对速度偏差δvn的修正：

4.如权利要求1～3任一所述一种搭载于超低轨卫星平台的返回式飞行器自主制导方法，其特征在于：返回式飞行器在返回圈升交点经度与标称轨道经度差值的设定阈值为0.08°。

5.如权利要求1任一所述一种搭载于超低轨卫星平台的返回式飞行器自主制导方法，其特征在于：根据给定的返回圈次首次制动点与第二脉冲点与地心的距离r1、r2，以及实时测得的首次制动点与第二脉冲点之间的飞行时间和初始点运动方向，利用兰伯特问题典型算法求解这两个位置上的速度增量，并作为初值，修正两次制动的速度增量。

6.如权利要求5任一所述一种搭载于超低轨卫星平台的返回式飞行器自主制导方法，其特征在于：以t1、r1、v01为初始状态，t2...

【专利技术属性】
技术研发人员：高旭东，李鹏杰，谢成清，张宇翔，郭世亮，付强，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：