航天器近距离相对运动轨迹设计与控制

航天器近距离相对运动是当前航天领域的重要研究热点。针对圆(近圆)轨道目标航天器，综合利用C\|W方程、脉冲控制和优化理论，系统地解决了航天器相对运动的轨迹设计与控制问题。从C\|W方程解析解出发，给出了自然轨迹和受限轨迹的数学描述；以此为基础，考虑碰撞避免，研究了全局绕飞轨迹和局部限制轨迹的设计与控制。对于全局绕飞轨迹，研究提出了自然椭圆绕飞、自然螺旋绕飞、单脉冲“水滴”形绕飞、多脉冲圆形绕飞和多脉冲“田径场”形绕飞五种轨迹模式；对于局部限制轨迹，研究提出了自然椭圆V\|bar限制轨迹、单脉冲 R\|bar 限制轨迹和多脉冲任意方位限制轨迹三种模式。分析了每种轨迹模式的形成过程和能量消耗，给出了每种轨迹的设计参数，利用仿真算例验证了有效性。此外，对多脉冲圆形绕飞轨迹和多脉冲任意方位限制轨迹，建立了脉冲位置和脉冲时间间隔的优化模型。

Mission Trajectory Design and Control for Spacecraft Proximity Relative Motion