航天器軌道機動可達范圍與軌道優(yōu)化研究.pdf

1、伴隨著空間技術(shù)突飛猛進的發(fā)展,越來越多的人們把目光聚焦到了外部空間中,各個國家都在大力開展對外部空間資源的積極利用,為了爭奪和控制有限的外部空間資源,不可避免地會產(chǎn)生空間對抗。而在空間對抗的過程中,要求航天器具有大范圍的快速軌道機動能力,這樣才能確保占領軍事與科技的制高點。除了考慮戰(zhàn)爭背景,在人類對空間的探索過程中,軌道機動技術(shù)也發(fā)揮著無可替代的作用,比如對衛(wèi)星的在軌維修、在軌加注、應急救援等一系列操作都會涉及到軌道機動技術(shù)。同時,以燃

2、料最優(yōu)或者時間最優(yōu)作為優(yōu)化指標的軌道優(yōu)化技術(shù),會在最大程度上發(fā)揮航天器的作用。
　　本文在考慮攝動因素(地球扁率、大氣阻力)影響下,經(jīng)過數(shù)值計算的方式得到了航天器在脈沖以及連續(xù)有限推力作用下航天器的軌道機動的可達范圍,包括絕對可達范圍以及相對可達范圍,這為軌道優(yōu)化設計提供了一定的理論基礎。最后針對大傾角軌道改變這一軌道機動過程進行優(yōu)化,以時間最優(yōu)作為優(yōu)化指標,得出了航天器的運行軌跡以及其他相關參數(shù)信息。
　　針對航天器絕對可

3、達范圍問題,即航天器軌道要素的變化情況,本文采用數(shù)值計算的方式,分別計算脈沖以及連續(xù)有限推力作用下航天器的絕對可達范圍,并與通過高斯方程分析出的結(jié)果進行對比,驗證數(shù)值計算的準確性以及高斯方程在軌道運動學上的應用效果,同時計算了雙脈沖對軌道要素改變的影響。
　　針對航天器相對可達范圍的問題,即兩航天器間距離的變化情況,本文同樣采用了數(shù)值計算的方法進行計算,得出了在脈沖以及連續(xù)有限推力作用下兩航天器的相對可達范圍。
　　針對軌道