基于能量代换的气动辅助降轨燃耗最优轨迹高效生成方法技术

本发明专利技术公开了一种基于能量代换的气动辅助降轨燃耗最优轨迹高效生成方法，属于航空航天领域，包括建立航天器气动辅助降轨飞行动力学模型，提取出纵向平面内运动方程，将自变量转换为能量形式的变量，得到高度与能量解耦的微分方程，参数化气动加速度的变化；设计航迹角关于能量的分段参数化表达式，实现最优航迹角变化的高精度拟合；基于拟合函数，分情况推导终端能量的表达式，进而预测轨迹速度；在不同高度点计算对应的速度大小，高效生成燃耗最优参考轨迹，保障航天器以低燃耗转移至目标轨道。本发明专利技术提供的一种基于能量代换的气动辅助降轨燃耗最优轨迹高效生成方法，无论在高度下降段还是上升段都能实现对后续燃耗最优轨迹的高效生成。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及航空航天，尤其是涉及一种基于能量代换的气动辅助降轨燃耗最优轨迹高效生成方法。

技术介绍

1、行星大气环境复杂多变、难以预测，航天器在穿越大气、借助气动力消耗多余能量以降低自身轨道时，需要不断根据测量得到的状态参数预测并生成后续参考轨迹，从而根据参考轨迹信息校正制导控制指令，实现航天器飞行轨迹的调整，确保以较低的燃料消耗飞出大气并转移至目标轨道。目前，参考轨迹生成主要有两种方法：数值方法和解析方法。数值方法基于参考控制剖面，通过数值积分动力学方程组递推后续轨迹，精度较高但非常依赖模型准确性和设备的计算能力，目前难以在航天器上在线应用。相对而言，解析方法通过推导轨迹的解析表达式来预测和生成后续轨迹，计算效率较高，具备实时在线应用的潜力。然而，解析方法通常适应性较差，面对不同任务场景和参数不确定性时，轨迹预测精度难以得到保证。

2、在现有的气动辅助降轨高效轨迹生成方法中，先技术(参见：cihan i h,klueverc a.analytical earth-aerocapture guidance with near-optimal 本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于能量代换的气动辅助降轨燃耗最优轨迹高效生成方法，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的基于能量代换的气动辅助降轨燃耗最优轨迹高效生成方法，其特征在于，S1内容如下：

3.根据权利要求2所述的基于能量代换的气动辅助降轨燃耗最优轨迹高效生成方法，其特征在于，S2内容如下：

4.根据权利要求3所述的基于能量代换的气动辅助降轨燃耗最优轨迹高效生成方法，其特征在于，S3内容如下：

5.根据权利要求4所述的基于能量代换的气动辅助降轨燃耗最优轨迹高效生成方法，其特征在于，S4内容如下：

6.根据权利要求5所述的基于能量代换的气动辅...

【技术特征摘要】

1.一种基于能量代换的气动辅助降轨燃耗最优轨迹高效生成方法，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的基于能量代换的气动辅助降轨燃耗最优轨迹高效生成方法，其特征在于，s1内容如下：

3.根据权利要求2所述的基于能量代换的气动辅助降轨燃耗最优轨迹高效生成方法，其特征在于，s2内容如下：

4.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔栋，陈纪霖，韩宏伟，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：