空間交會的軌道控制方法研究.pdf

1、空間交會技術(shù)是空間技術(shù)領(lǐng)域中的一項關(guān)鍵技術(shù)，其在載人航天、空間在軌服務(wù)和空間攻防等方面具有廣泛的應(yīng)用前景和重要的科學(xué)研究價值，因此國內(nèi)外許多學(xué)者都進行了較深入的研究，并且取得了許多重要的理論成果。本文以空間交會技術(shù)作為研究對象，分別在以下幾個方面展開研究工作：空間交會的動力學(xué)建模、模型初始狀態(tài)的擾動影響分析和空間交會的制導(dǎo)律設(shè)計等。
　　空間交會的動力學(xué)建模。首先總結(jié)了幾種空間相對運動的描述形式，包括C-W方程、T-H方程、基于軌

2、道要素偏差的動力學(xué)描述和狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣描述的相對運動模型等，并分別給出了相對運動的解析表達形式，為交會制導(dǎo)律的設(shè)計提供了較為準確和高效的動力學(xué)模型。最后給出了只考慮到帶諧調(diào)和J2項的空間軌道地球非球形攝動模型。
　　模型初始狀態(tài)的擾動影響分析。給出了自治系統(tǒng)和非自治系統(tǒng)的概念，并介紹了自治系統(tǒng)流的相關(guān)基礎(chǔ)知識，同時還推導(dǎo)了流的容積和散度的計算方法，說明了自治系統(tǒng)初始狀態(tài)集合隨時間的推演規(guī)律，并應(yīng)用上述理論，分析了C-W系統(tǒng)的初始狀態(tài)

3、擾動隨時間的傳遞特性。
　　空間交會的制導(dǎo)律設(shè)計。介紹了基于C-W方程解析解的二脈沖交會制導(dǎo)策略，其次還應(yīng)用一種對引力二階項進行部分修正后的相對運動解析表達式給出了圓參考軌道上的交會制導(dǎo)方法，并且該方法還對交會初始速度脈沖進行了迭代優(yōu)化。最后，在橢圓參考軌道相對運動模型的基礎(chǔ)上，研究了橢圓參考軌道的二脈沖交會制導(dǎo)策略。
　　此外，本文還給出了一種空間交會的非線性制導(dǎo)方法。該方法應(yīng)用平均軌道根數(shù)的外推法結(jié)合瞬時軌道根數(shù)和平均軌