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小卫星编队飞行的相对运动学方程研究 总被引:6,自引:0,他引:6
以运动学方法为基础研究了编队卫星相对运动的一种更直接方法,利用不同天体力学特性,将相对位置和速度与相对轨道参数建立了联系,首先,详细推导了以运动学方法为基础的相对运动方程,据此可直接得出环绕卫星的轨道根数,其次,为有利于相对轨道分析和设计,对相对运动方程进行了简化,最后,通过例子验证了该方法的正确性,仿真结果表明该方法是有效可行的。 相似文献
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小卫星编队系统有着成本低、高性能、和较强的灵活性等众多优点,这些特有的优势使其成为目前航天领域的研究热点。通过阐述目前小卫星编队飞行应用的研究方向、关键技术和未来的研究发展趋势,指出了该技术具有广阔的发展前景和空间。 相似文献
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用两体相对运动的线性Hill方程进行了小卫星编队飞行队形的初步设计,并给出编队飞行中各绕飞小卫星轨道要素的确定过程,以空间圆形编队为例,在未考虑摄动情况下,通过仿真验证了Hill方程在小卫星编队队形初步设计中的有效性。 相似文献
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编队飞行小卫星空间状态测量方法研究 总被引:1,自引:0,他引:1
介绍了编队飞行小卫星特点,提出了小卫星空间状态测量方案。着重论述了星间相对状态自主测量方法,计算了伪码和载波相位跟踪环路、时钟基准频差以及测量设备延迟带来的星间相对距离测量误差,讨论了降低误差的方法。在对误差项进行综合分析后,得出相对距离测量误差可达到厘米级的结论。 相似文献
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卫星编队飞行的难点之一是在干扰力环境下控制队形。采用了一种基于线性二次调节器(LQR)的最优控制方法,对低轨道地球卫星所受的地球扁率摄动(J2力)加以模拟,并在模拟的地球低轨道J2力环境中。对几种卫星编队进行了模拟控制,从控制精度和能量消耗的角度对控制方法进行了分析,提出了卫星编队飞行中相对距离控制和绝对距离控制需要注意的问题。 相似文献
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本文将以两种不同的动力学机制阐明星座小卫星编队飞行的几何构形问题,即(1)从决定卫星轨道变化主要特征的力学因素--长期摄动和长周期项摄动来看卫星编队的几何构形。(2)从限制性三体问题共线秤动解的特征来看相互接近的卫星群的几何构形。 相似文献
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基于相对轨道要素的椭圆轨道卫星相对运动研究 总被引:1,自引:0,他引:1
采用球面几何方法,严格定义了相对轨道要素(ROE),推导了其与绝对轨道要素(AOE)之间精确的相互转换关系;针对近圆和椭圆基准轨道相对运动情况,给出相对轨道要素和绝对轨道要素之间相互转换的近似式,以满足不同任务的要求;分析了卫星近距离相对运动时相对轨道要素的一些特性;基于相对轨道要素,推导了无奇点问题的、适用于近圆和椭... 相似文献
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针对椭圆参考轨道的编队飞行控制系统,基于哈密尔顿 雅克比(Hamilton-Jacobi)方程,给出一种新的生成函数半解析近似解的计算方法,同时推导了编队飞行控制系统相对运动的线性状态转移矩阵,并且验证了模型的精度。在此基础上,结合一个具体的编队飞行任务,采用线性规划算法得到了队形保持的闭环控制器,该算法得到的是脉冲形式的控制序列,因此更具有实际意义。同时还提出了一种简单的避免生成函数奇异点的方法,从而减少了生成函数间相互转换所带来的计算量。最后的非线性仿真结果验证了控制方法的有效性。 相似文献
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分布式卫星干涉合成孔径雷达(InSAR)编队构形设计是系统总体设计的关键问题。从系统测高性能优化角度出发,提出分布式InSAR编队优化设计一般方法,将其概括为求解一个优化问题,以主星带辅星群体制分布式InSAR为例建立目标函数,针对其星载双站、斜视、空间基线等特点建立测高精度与辅星轨道根数的关系,基于近似的相对运动数学模型对该优化问题进行简化,并采用遗传算法求解。在此基础上,对多颗卫星组成编队以提高系统测高性能提出了一种多星编队设计方法。仿真分析表明,经优化得到的编队测高性能要优于干涉车轮和钟摆编队,该结果验证了优化设计方法的有效性和正确性。 相似文献
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一种长期稳定的卫星编队队形优化设计方法 总被引:2,自引:3,他引:2
对于卫星编队飞行设计长期稳定以节省控制燃料的队形是一项非常重要的工作,本文提出了一种队形长期稳定的优化设计方法。首先利用Hill方程设计出满足任务要求的相对位置和相对速度的约束关系,以剩下的自由相对位置或相对速度作为优化变量。优化目标选择为主从星在J2摄动下的各平均轨道根数相对漂移率最小。文中的优化算法采用改进的遗传算法,遗传算法作为一种通用的全局最优随机搜索算法,在解决一些复杂问题时它还存在着过早收敛和收敛速度慢的缺陷,针对此问题,本文提出一种改进的遗传算法。仿真结果表明利用这种优化设计方法设计的队形在各种摄动力下能够长期保持稳定。 相似文献