基于相对轨道根数的航天器编队控制三冲量方法 被引量：3

1

作者 姚红 曾国强 胡敏 《航天控制》 CSCD 北大核心 2009年第6期46-51,共6页

在采用相对轨道根数描述航天器编队构形的基础上,把航天器平面内编队控制问题转化为航天器交会问题,根据编队构形的几何参数得到解决问题的三冲量控制方法,该方法具有燃料消耗少且只需沿航迹向安装推力器,便于工程应用的优点。最后对推... 在采用相对轨道根数描述航天器编队构形的基础上,把航天器平面内编队控制问题转化为航天器交会问题,根据编队构形的几何参数得到解决问题的三冲量控制方法,该方法具有燃料消耗少且只需沿航迹向安装推力器,便于工程应用的优点。最后对推力器的推力大小偏差、方向偏差对编队构形的尺寸以及相位控制精度的影响进行了理论分析。 展开更多

关键词 编队控制 相对轨道根数 三冲量控制 控制精度分析

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基于相对轨道根数的卫星编队重构控制研究 被引量：6

2

作者 胡敏 曾国强 姚红 《装备指挥技术学院学报》 2010年第1期74-77,共4页

针对卫星编队的重构控制问题，利用相对轨道根数描述编队构形，结合高斯摄动方程并利用始末编队构形的振幅和相位，设计了沿航迹三次冲量控制和侧向一次控制的方法，实现了卫星编队的重构控制；最后进行了数值仿真，并分析了沿航迹漂移... 针对卫星编队的重构控制问题，利用相对轨道根数描述编队构形，结合高斯摄动方程并利用始末编队构形的振幅和相位，设计了沿航迹三次冲量控制和侧向一次控制的方法，实现了卫星编队的重构控制；最后进行了数值仿真，并分析了沿航迹漂移的修正方法。仿真结果验证了控制策略的简单性和有效性。 展开更多

关键词 卫星编队 相对轨道根数 重构控制

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基于相对轨道根数的几种大椭圆轨道编队构形

3

作者 王功波 郗晓宁 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期10-14,共5页

大椭圆轨道航天器在较长轨道周期内运行于远地点上空,可以实现高纬度地区长时间的通信和预警,具有重要的军事应用价值。大椭圆轨道编队飞行可实现空间磁场探测、信息干扰等特殊空间任务,有必要研究大椭圆轨道的多航天器协同运动理论。... 大椭圆轨道航天器在较长轨道周期内运行于远地点上空,可以实现高纬度地区长时间的通信和预警,具有重要的军事应用价值。大椭圆轨道编队飞行可实现空间磁场探测、信息干扰等特殊空间任务,有必要研究大椭圆轨道的多航天器协同运动理论。完善了以相对轨道根数为变量的大椭圆编队相对运动模型,分析了模型的误差。推导并证明了几种特殊的伴随星相对运动轨迹:直线、圆、椭圆,给出了两颗以及三颗卫星形成特殊编队构形的条件。仿真结果表明,在二体条件下,对近距离大椭圆轨道航天器的相对运动,编队具有较高的精度。论文研究结论可为大椭圆轨道航天器编队构形初步设计提供理论指导。 展开更多

关键词 大椭圆轨道 相对轨道根数 相对构形

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基于相对轨道根数计算的测绘卫星单点定位研究

4

作者 赵峻天 《计算技术与自动化》 2022年第4期46-51,共6页

传统测绘卫星定位方法无法获取轨道全面信息,且传统方法忽略了多个测绘卫星并行航行情况,导致出现定位误差的问题。因此,提出一种基于相对轨道根数计算的测绘卫星单点定位方法。采用基于J_(2)摄动模型的卫星轨道根数预测方法,预测卫星... 传统测绘卫星定位方法无法获取轨道全面信息,且传统方法忽略了多个测绘卫星并行航行情况,导致出现定位误差的问题。因此,提出一种基于相对轨道根数计算的测绘卫星单点定位方法。采用基于J_(2)摄动模型的卫星轨道根数预测方法,预测卫星所在的轨道六根数,以此掌握卫星所在轨道信息;在此基础之上,通过基于相对轨道根数的卫星单点位置预测方法,预测卫星单点位置与卫星的运行速度,实现测绘卫星单点定位。实验结果验证:所提方法在多个测站位置的N、S、E三个方向的平均定位误差最大值为0.05 m。且所提方法预测近地卫星、中高度卫星、地球同步卫星所在轨道根数时,预测误差均方值均低于0.04;定位三种测绘卫星时,定位误差均方值最大值为0.02。数据表明所提方法可准确预测卫星位置信息,可作为测绘卫星定位的有效工具。 展开更多

关键词 相对轨道根数计算 轨道信息 测绘卫星 单点定位 J_(2)摄动模型

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相对轨道根数的重轨InSAR卫星基线分析与控制 被引量：1

5

作者 张涛 万玲 +1 位作者 吕孝雷 洪峻 《遥感学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第6期1123-1131,共9页

星载重轨干涉SAR卫星在高程测绘和形变测量中有着全天时全天候和大范围的优势,其中干涉基线是决定干涉性能的重要指标,而卫星重访轨道对干涉基线起着决定性的作用。通过对现有高分三号干涉数据轨道参数的分析,发现干涉基线相比国外先进... 星载重轨干涉SAR卫星在高程测绘和形变测量中有着全天时全天候和大范围的优势,其中干涉基线是决定干涉性能的重要指标,而卫星重访轨道对干涉基线起着决定性的作用。通过对现有高分三号干涉数据轨道参数的分析,发现干涉基线相比国外先进卫星过长且稳定性有待提高。本文通过对相对轨道根数和机动控制的分析,得到满足重轨干涉SAR系统要求的稳定基线。以第一次观测的轨道为参考轨道,基于在摄动情况下重复观测轨道与参考轨道的相对轨道根数,计算得到重轨干涉基线的变化规律,并对不同纬度的观测目标进行了样例分析。在基线变化规律的基础上,利用机动速度和相对轨道根数的关系,进一步计算得到满足基线状态需求的机动控制方法。通过实际数据分析,给出了相对轨道根数变化对初始理想构型的影响,验证了重轨干涉基线变化规律符合本文的分析,并利用仿真样例给出了使得重轨干涉基线达到预期要求的机动控制方案。实际数据和仿真实验表明该模型能够通过可长时间观测并准确获得的轨道根数直接计算基线状态,并能从干涉基线需求出发,快速准确的得出对卫星的控制策略。 展开更多

关键词 重轨干涉SAR 干涉基线 相对轨道根数 轨道控制 高分三号

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卫星编队飞行中C-W方程与轨道根数法的比较 被引量：23

6

作者 高云峰 宝音贺西 李俊峰 《应用数学和力学》 EI CSCD 北大核心 2003年第8期799-804,共6页

　目前卫星编队飞行动力学与控制的研究得到了广泛的重视,这些研究的理论主要是基于描述卫星相对运动的Clohessy＿Wiltshire(C＿W)方程·　但根据特例及定性分析,表明C＿W方程在初始条件的选取、解的周期性等方面与实际情况不符,从... 　目前卫星编队飞行动力学与控制的研究得到了广泛的重视,这些研究的理论主要是基于描述卫星相对运动的Clohessy＿Wiltshire(C＿W)方程·　但根据特例及定性分析,表明C＿W方程在初始条件的选取、解的周期性等方面与实际情况不符,从星的能量也不守恒·　以卫星轨道根数为基础,提出了卫星编队飞行中的相对轨道根数法,克服了C＿W方程的局限性,物理概念清楚,应用范围广,解的周期性成为自然结论·　在主星为小偏心率的情况下,得到了简化的相对运动方程·　最后对两种方法进行了比较。 展开更多

关键词 卫星编队飞行 相对运动 C-W方程 相对轨道根数 周期解

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大椭圆轨道航天器编队飞行相对运动分析 被引量：7

7

作者 安雪滢 杨乐平 +1 位作者 张为华 郗晓宁 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第2期1-5,共5页

大椭圆轨道航天器在较长轨道周期内运行于远地点上空,因而该轨道多应用于卫星通信、天体观测、空间磁场探测等。上述空间任务所需的多航天器协同运动理论亟待解决。利用运动学方法推导了大椭圆轨道编队的相对运动模型,简要证明了实现长... 大椭圆轨道航天器在较长轨道周期内运行于远地点上空,因而该轨道多应用于卫星通信、天体观测、空间磁场探测等。上述空间任务所需的多航天器协同运动理论亟待解决。利用运动学方法推导了大椭圆轨道编队的相对运动模型,简要证明了实现长期近距离编队的必要条件,分析了相对轨道根数对线性化模型精度及其动力学特性的影响。仿真结果表明,相对运动模型在轨道远地点处精度较高,适当选择相对轨道根数可设计出满足任务要求的编队轨道。 展开更多

关键词 大椭圆轨道 编队飞行 相对运动 运动学法 相对轨道根数

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摄动椭圆参考轨道的相对运动状态转移方程 被引量：2

8

作者 吴宝林 曹喜滨 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第6期702-706,共5页

当面质比不同的主从卫星在近地轨道上作编队飞行时,大气阻力摄动和J2项摄动就成为影响编队队形的两个最主要的因素,这样描述相对运动的状态转移方程必须考虑这两项摄动。该文利用相对轨道要素法推导了包含J2项摄动和大气阻力摄动参考轨... 当面质比不同的主从卫星在近地轨道上作编队飞行时,大气阻力摄动和J2项摄动就成为影响编队队形的两个最主要的因素,这样描述相对运动的状态转移方程必须考虑这两项摄动。该文利用相对轨道要素法推导了包含J2项摄动和大气阻力摄动参考轨道为椭圆的卫星编队相对运动较精确的状态转移方程。当主从卫星的面质比相等时大气阻力摄动对卫星编队队形的影响很小而可以忽略,这样上面的状态转移方程可以化为更简单的形式。仿真结果表明该状态转移方程能较精确的预测编队飞行的相对运动。 展开更多

关键词 卫星编队飞行 状态转移方程 相对轨道根数 摄动

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近地轨道编队飞行卫星构形保持控制方法研究 被引量：11

9

作者 刘付成 完备 +1 位作者 杜耀珂 郑科宇 《上海航天》 2014年第4期6-10,共5页

针对近地轨道编队飞行卫星的构形保持控制问题,引入相对轨道根数描述编队构形参数,通过补偿控制过程中的耦合影响,优化设计三脉冲编队保持控制方法和相应的控制策略。仿真中考虑了相对导航误差、推力器的推力大小和方向偏差、测控条件... 针对近地轨道编队飞行卫星的构形保持控制问题,引入相对轨道根数描述编队构形参数,通过补偿控制过程中的耦合影响,优化设计三脉冲编队保持控制方法和相应的控制策略。仿真中考虑了相对导航误差、推力器的推力大小和方向偏差、测控条件约束等因素的影响,并分析了编队保持控制的特点以及控制精度。研究结果表明:该方法简单有效,具有工程应用价值。 展开更多

关键词 编队飞行 编队保持控制 相对轨道根数 构形参数

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一种长期稳定的卫星编队队形优化设计方法 被引量：7

10

作者 吴宝林 曹喜滨 任子武 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期167-172,共6页

提出了一种队形长期稳定的优化设计方法。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。优化算法采... 提出了一种队形长期稳定的优化设计方法。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。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,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。 展开更多

关键词 飞行器设计 卫星编队 队形优化设计 遗传算法 相对轨道根数

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卫星编队飞行中的队形设计研究 被引量：8

11

作者 高云峰 李俊峰 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2003年第4期128-131,98,共5页

目前关于卫星编队飞行的研究有显著的增加。多颗从属卫星(从星)在近距离内与主卫星(主星)组成特定的队形以完成相应的任务,是卫星编队飞行的特点及潜在优势。卫星在编队飞行时,其队形定义为以各颗卫星质心为顶点所构成的几何形状,而队... 目前关于卫星编队飞行的研究有显著的增加。多颗从属卫星(从星)在近距离内与主卫星(主星)组成特定的队形以完成相应的任务,是卫星编队飞行的特点及潜在优势。卫星在编队飞行时,其队形定义为以各颗卫星质心为顶点所构成的几何形状,而队形设计则是根据队形的几何形状求出各卫星的轨道根数(其中主星的轨道根数可以根据任务的要求事先确定)。基于相对轨道根数法,根据卫星相对运动方程,提出了“自然队形”的概念及队形设计的一般方法,并给出了具体的例子。 展开更多

关键词 卫星编队飞行 队形 轨道根数 相对轨道根数法

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大气阻力摄动对卫星编队飞行队形的影响分析 被引量：9

12

作者 吴宝林 曹喜滨 《航天控制》 CSCD 北大核心 2006年第1期19-23,38,共6页

为了分析大气阻力摄动对卫星编队队形的影响,利用相对轨道根数法推导了包含大气阻力摄动的卫星编队相对运动的状态转移方程。仿真结果表明当几何形状和质量不同的两颗卫星在低轨道做编队飞行时,大气阻力摄动对编队队形的影响很大而不能... 为了分析大气阻力摄动对卫星编队队形的影响,利用相对轨道根数法推导了包含大气阻力摄动的卫星编队相对运动的状态转移方程。仿真结果表明当几何形状和质量不同的两颗卫星在低轨道做编队飞行时,大气阻力摄动对编队队形的影响很大而不能忽略;当主卫星的半长轴相等时,主卫星轨道的偏心率越大编队飞行受大气阻力摄动的影响也越大;大气阻力摄动主要影响编队飞行迹向相对距离。 展开更多

关键词 大气阻力摄动 卫星编队飞行 相对轨道根数 状态转移方程

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基于模型预测的卫星编队队形机动控制 被引量：5

13

作者 吴宝林 曹喜滨 《吉林大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期218-223,共6页

针对卫星编队队形机动控制推导了一种利用相对平均轨道根数为反馈量的模型预测控制算法。当面质比不同的主从卫星在近地轨道上编队飞行时,大气阻力摄动和J2项摄动是影响编队队形的两个最主要的因素,故先推导了一组包含大气阻力摄动和J2... 针对卫星编队队形机动控制推导了一种利用相对平均轨道根数为反馈量的模型预测控制算法。当面质比不同的主从卫星在近地轨道上编队飞行时,大气阻力摄动和J2项摄动是影响编队队形的两个最主要的因素,故先推导了一组包含大气阻力摄动和J2项摄动利用相对平均轨道根数描述的相对动力学方程,然后采用了一种新的基于模型预测的控制算法并讨论了该控制算法在编队飞行队形机动控制中的一些应用问题。该控制算法是一种在线滚动优化控制算法,即使存在各种较大的干扰力和模型的不确定性仍能取得良好的控制效果,且能够较好地解决存在状态约束、控制输入约束等各种约束控制问题。仿真结果表明,该控制算法接近于燃料最优,且能够在各种摄动下把队形机动控制在要求的精度范围内。 展开更多

关键词 飞行器控制 导航技术 卫星编队 队形机动 模型预测控制 相对轨道根数

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非合作目标交会接近的自主检测和跟踪方法研究 被引量：13

14

作者 杜荣华 张翔 +2 位作者 王宁 汪玲 张兴星 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期621-633,共13页

提出一种针对空间非合作目标交会接近的自主检测和跟踪方法。在摄像机捕获原始图像后,利用推导的主动星高精度姿态来确定摄像机的精确指向,并结合恒星星库进行初步恒星对象剔除操作,随后基于不同对象在图像中的运动轨迹差异进行目标的... 提出一种针对空间非合作目标交会接近的自主检测和跟踪方法。在摄像机捕获原始图像后,利用推导的主动星高精度姿态来确定摄像机的精确指向,并结合恒星星库进行初步恒星对象剔除操作,随后基于不同对象在图像中的运动轨迹差异进行目标的精确识别。在目标仅视线角可观测的条件下,基于相对轨道根数建立相对运动方程,并利用扩展卡尔曼滤波器(EKF)构建仅测角相对导航滤波器以推导出主动星和目标之间的相对运动状态。最后通过搭建的半物理仿真平台,对该方法在3种轨道场景中的性能进行了仿真测试,结果显示,当卫星姿态确定的指向精度在优于3″的条件下,该方法的目标检测正确率在96%以上,提出的仅测角相对导航滤波器的相对定轨精度在所测距离范围的1%以内。 展开更多

关键词 非合作目标检测 自主交会 视觉跟踪 仅测角相对导航 相对轨道根数

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一种立方星编队重构多脉冲机动规划方法 被引量：2

15

作者 徐根 刘幸川 +1 位作者 陈丹鹤 廖文和 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第11期1533-1543,共11页

针对立方星轨道机动能力约束,提出一种基于相对轨道根数动力学模型的多脉冲机动规划算法。对于相对轨道面内各分量之间的控制耦合问题,基于“先控制相对形状、后修正迹向距离”的策略,提出了满足速度增量约束的多脉冲机动规划算法;分析... 针对立方星轨道机动能力约束,提出一种基于相对轨道根数动力学模型的多脉冲机动规划算法。对于相对轨道面内各分量之间的控制耦合问题,基于“先控制相对形状、后修正迹向距离”的策略,提出了满足速度增量约束的多脉冲机动规划算法;分析了近地轨道J 2摄动和大气阻力摄动对相对轨道的影响,并基于线性化的状态转移模型提出了迭代优化策略,以降低立方星在摄动影响下的轨道机动误差。仿真结果表明,所提出的多脉冲机动规划算法在不同任务条件下均可获得有效的机动规划,迭代优化策略可有效地提高终点位置的精度,在基于高精度轨道递推搭建的任务仿真中也验证了算法的有效性,可用于立方星编队构建和重构任务。 展开更多

关键词 立方星编队 相对轨道根数 多脉冲机动规划 迭代优化

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基于衰减因子的分布式卫星高精度编队导航技术

16

作者 黄普 杜凯 +1 位作者 曹静 张重阳 《现代导航》 2021年第6期399-404,共6页

针对分布式卫星长时间高精度编队导航问题,提出了一种基于衰减因子的自适应编队导航算法。首先,建立基于e/i矢量的编队卫星相对运动方程,其次,完成星间相对位置与相对轨道根数的转换,最后,引入自适应衰减因子,增加系统稳定性,完成高精... 针对分布式卫星长时间高精度编队导航问题,提出了一种基于衰减因子的自适应编队导航算法。首先,建立基于e/i矢量的编队卫星相对运动方程,其次,完成星间相对位置与相对轨道根数的转换,最后,引入自适应衰减因子,增加系统稳定性,完成高精度相对导航估计。仿真数据表明,该方法能克服模型线性化的误差,比传统的CW导航算法具有更高的构型确定精度,并且能实现长时间稳定的编队导航。 展开更多

关键词 编队导航 衰减因子 相对运动 相对轨道根数

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