利用轨道瞬时根数预报的离轨制动控制方法

发布时间：2025-05-05 02:06

　　 针对再入飞行器离轨制动问题,在考虑地球引力J2项摄动及有限推力影响下,设计了一种航天器自主离轨制动控制算法。该算法根据再入点状态约束,确定了离轨过渡轨道的平均轨道根数及其与离轨待命轨道平均轨道根数的关系,从而得到制动参数初值。通过在线数值递推轨迹,实时预报再入点瞬时轨道根数并计算再入点航迹倾角,当预报的航迹倾角满足约束条件时结束制动,并根据再入点纬度幅角误差修正制动起始点,从而修正制动参数。制动过程中,在考虑了J2项摄动影响下实时预报再入点瞬时轨道根数,依据实际任务需求确定关机时机。最后通过考虑初始状态误差、质量误差、推力误差以及姿态误差情况下的蒙特卡洛打靶仿真,分析了不同关机策略的落点散布特性,检验了该算法的自主决策和高精度再入点控制能力。

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【部分图文】：

图1 uopen迭代流程图

f(t)=-arccos[a(t)(1-e2(t))/rE-1.0]e(t)(26)将真近点角f(t)=ω(t)+u(t),代入式(3)得到再入点速度倾角γ(t)。当再入角满足γ(t)≤γE时,结束制动,并记录下累计制动速度增量ΔVset。

图3 制动速度增量迭代曲线

图2制动开机点纬度幅角迭代曲线图4再入点纬度误差迭代曲线

图4 再入点纬度误差迭代曲线

图3制动速度增量迭代曲线仿真算例可以看出,5次迭代后再入点纬度幅角误差收敛至0.01度范围内,对应的纵向位置误差在1km以内。由于迭代过程是以轨道根数预估的惯性倾角作为制动关机点,数值递推得到的再入点惯性倾角误差仅来源于预报误差。

图5 再入点惯性速度误差迭代曲线

仿真算例可以看出,5次迭代后再入点纬度幅角误差收敛至0.01度范围内,对应的纵向位置误差在1km以内。由于迭代过程是以轨道根数预估的惯性倾角作为制动关机点,数值递推得到的再入点惯性倾角误差仅来源于预报误差。图6制动角与再入速度误差的关系

本文编号：4042952