一种基于特殊长周期轨道的地月空间导航星座设计方法技术

本发明专利技术公开了一种基于特殊长周期轨道的地月空间导航星座设计方法，包括如下步骤：步骤1、在圆型限制性三体问题的动力学模型中设计地月L1、L2平动点Halo轨道；步骤2、利用Halo轨道的不变流形设计特殊长周期轨道，航天器在该轨道上进行周期性运动；步骤3、通过在特殊长周期轨道上根据构型参数部署多颗导航卫星，构成导航卫星星座；步骤4、在白道面内设置一系列样本点用于仿真分析星座的导航性能，在样本点处，首先根据覆盖判断条件得到可见的卫星，然后根据最佳GDOP法进行选星操作，即选择GDOP值最小的4星组合用于定位，在仿真过程中，计算各样本点在各时刻的最小GDOP；步骤5、建立约束条件下的导航星座最优化模型，以步骤3中的构型参数作为输入，利用优化算法对星座的各构型参数进行优化，使得优化指标最小，将优化后的参数作为导航星座设计的构型参数。本发明专利技术能够解决现有导航系统无法满足整个地月空间高精度导航定位需求的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及地月空间卫星导航，尤其是一种基于特殊长周期轨道的地月空间导航星座设计方法。

技术介绍

1、地月空间是指从地球到月球之间的太空空间，由近地空间、月球空间和地月转移空间构成。由于在地球同步轨道(geo)以内的近地空间中，人类的航天活动已成为常态，因此，在讨论地月空间时，通常将近地空间排除在外。各类地月空间的航天任务都离不开导航系统的支持，随着人类探月活动与深空探测的频繁和深化开展，卫星导航系统的服务范围也将从地球和近地空间向地月空间方面发展。为了实现未来载人登月和月球基地的建设，需要连续无间断和有冗余的地月通讯，甚至实现类似gps功能实时定位能力，因此，需要构建一种新的地月空间导航系统为人类未来地月空间活动提供支持。

2、目前，国内外的月球探测器，在进行测轨时，基本上还是利用地基测量技术，包括地基无线电测距测速和干涉测量。但利用地基测定轨系统获取高精度轨道需长时间连续跟踪，尤其是地月之间的转移轨道段，地基连续跟踪时间要求更长，而且探测器距离地球越远，地基测量的几何构型越差，这对基于地基测量技术的月球探测器定轨精度和适用范围产生了限制。本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于特殊长周期轨道的地月空间导航星座设计方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的基于特殊长周期轨道的地月空间导航星座设计方法，其特征在于，步骤1中，Halo轨道是指地球、月球和航天器构成的圆型限制性三体系统中，一种环绕特定共线平动点运动的周期轨道。

3.如权利要求1所述的基于特殊长周期轨道的地月空间导航星座设计方法，其特征在于，步骤2中，不变流形是指动力学理论中，Halo轨道附近存在的一组稳定的轨道集合，包括不稳定流形和稳定流形。

4.如权利要求1所述的基于特殊长周期轨道的地月空间导航星座设计方法，其特征在于，步骤3中，构型参数...

【技术特征摘要】

1.一种基于特殊长周期轨道的地月空间导航星座设计方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的基于特殊长周期轨道的地月空间导航星座设计方法，其特征在于，步骤1中，halo轨道是指地球、月球和航天器构成的圆型限制性三体系统中，一种环绕特定共线平动点运动的周期轨道。

3.如权利要求1所述的基于特殊长周期轨道的地月空间导航星座设计方法，其特征在于，步骤2中，不变流形是指动力学理论中，halo轨道附近存在的一组稳定的轨道集合，包括不稳定流形和稳定流形。

4.如权利要求1所述的基于特殊长周期轨道的地月空间导航星座设计方法，其特征在于，步骤3中，构型参数包括下面各项中的一个或多个：星座使...

【专利技术属性】
技术研发人员：高有涛，胡超勇，辛颖慧，徐波，周建华，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：