基于折射型太阳帆航天器的极地可持续观测点确定方法技术

一种基于折射型太阳帆航天器的极地可持续观测点确定方法，通过建立折射型太阳帆航天器的光压动力学模型并基于圆形限制性三体问题(CR3BP)框架，生成含折射光压项的改进动力学方程并求解得到日‑地系统中人工平动点的空间坐标集合，通过坐标变换计算空间坐标集合中各平动点与极地观测几何约束模型中目标观测点之间的观测半锥角；基于对地球公转周期离散化处理后求解观测覆盖的持续性条件以得到满足全周期极地连续观测的可行域后，将人工平动点的空间坐标集合与可行域进行空间匹配，筛选出满足要求的最优观测点位。本发明专利技术可实现极地可持续观测面积扩大2倍左右的同时，基于无需问题简化的空间几何方法确定可持续观测位置，与传统采用简化问题后的解析求解方法相比，计算效率高且精度高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及的是一种卫星控制领域的技术，具体是一种基于折射型太阳帆航天器的极地可持续观测点确定方法。

技术介绍

1、现有极地监测依赖极轨卫星和高偏心molniya卫星，但单星无法持续覆盖，需多星协同。基于反射型太阳帆的观测技术虽利用日地三体轨道特性，仅需单星实现持续覆盖，却受制于帆体动力学特性导致观测性能受限。

技术实现思路

1、本专利技术针对现有技术存在的上述不足，提出一种基于折射型太阳帆航天器的极地可持续观测点确定方法，采用圆形限制性三体问题的动力学模型，确定折射型太阳帆航天器对应的日-地人工平动点，显著降低对地面站观测仰角的需求，可实现极地可持续观测面积扩大2倍左右的同时，基于无需问题简化的空间几何方法确定可持续观测位置，与传统采用简化问题后的解析求解方法相比，计算效率高且精度高。

2、本专利技术是通过以下技术方案实现的：

3、本专利技术涉及一种基于折射型太阳帆航天器的地球极地可持续观测点确定方法，通过建立折射型太阳帆航天器的光压动力学模型并基于圆形限制性三体问题(cr3bp)本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于折射型太阳帆航天器的地球极地可持续观测点确定方法，其特征在于，通过建立折射型太阳帆航天器的光压动力学模型并基于圆形限制性三体问题(CR3BP)框架，生成含折射光压项的改进动力学方程并求解得到日-地系统中人工平动点的空间坐标集合，通过坐标变换计算空间坐标集合中各平动点与极地观测几何约束模型中目标观测点之间的观测半锥角；基于对地球公转周期离散化处理后求解观测覆盖的持续性条件以得到满足全周期极地连续观测的可行域后，将人工平动点的空间坐标集合与可行域进行空间匹配，筛选出满足要求的最优观测点位；

2.根据权利要求1所述的基于折射型太阳帆航天器的地球极地可持续观测点确定方法，...

【技术特征摘要】

1.一种基于折射型太阳帆航天器的地球极地可持续观测点确定方法，其特征在于，通过建立折射型太阳帆航天器的光压动力学模型并基于圆形限制性三体问题(cr3bp)框架，生成含折射光压项的改进动力学方程并求解得到日-地系统中人工平动点的空间坐标集合，通过坐标变换计算空间坐标集合中各平动点与极地观测几何约束模型中目标观测点之间的观测半锥角；基于对地球公转周期离散化处理后求解观测覆盖的持续性条件以得到满足全周期极地连续观测的可行域后，将人工平动点的空间坐标集合与可行域进行空间匹配，筛选出满足要求的最优观测点位；

2.根据权利要求1所述的基于折射型太阳帆航天器的地球极地可持续观测点确定方法，其特征是，所述的含折射光压项的改进动力学方程是指：绕日地质心旋转的非惯性系中的人工平动点需满足的切向与法向动力学方程，具体为：其中：μ＝μ2/(μ1+μ2)为无量纲化的引力常数，μ1为太阳的引力常数，μ2为地球的引力常数，无量纲化的长度单位[l]为两个天体之间的距离，无量纲化的质量单位[m]为两个天体的质量总和，时间单位[t]为[[l]3/g[m]]0.5；归一化后的有效势为地球绕太阳的公转方向，归一化后折射型太阳帆航天器所处位置的引力势能r1(r2)为经过归一化后的折射型太阳帆航天器到太阳(地球)的距离，折射型太阳帆航天器所处位置的法向加速度和切向加速度r为归一化后的折射型太阳帆航天器到日地质心的距离。

3.根据权利要求1所述的基于折射型太阳帆航天器的地球极地可持续观测点确定方法，其特征是，所述的空间坐标集合，通过数值法求解绕日地质心旋转的非惯性系中的人工平动点需满足的切向与法向动力学方程得到。

4.根据权利要求1所述的基于折射型太阳帆航天器的地球极地可持续观测点确定方法，其特征是，所述的观测半锥角，满足位置约束，即其中：观测半锥角φ为折射型太阳帆航天器与圆锥顶点的连线和轴的夹角，{x,y,z}...

【专利技术属性】
技术研发人员：王伟，王智聪，裴阳，朱文君，余徽阳，龚德仁，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：