自主交會調(diào)相任務(wù)優(yōu)化策略與相對軌跡預(yù)報算法.pdf

1、在空間站快速物資補給、空間緊急救援、地外天體采樣返回等任務(wù)驅(qū)使下，交會對接技術(shù)逐步向近地快速自主和深空自主方向拓展。本文對自主交會任務(wù)設(shè)計中的調(diào)相任務(wù)優(yōu)化、高精度相對軌跡預(yù)報等新問題進(jìn)行了研究。本研究主要內(nèi)容包括：
　?、旁O(shè)計了近地快速交會任務(wù)的調(diào)相策略及關(guān)鍵任務(wù)參數(shù)?；谖覈貎商旖粫臃桨?，建立了5圈快速調(diào)相交會任務(wù)的飛行方案與修正特殊點變軌規(guī)劃模型；給出了為滿足快速交會調(diào)相段終端控制精度所需要的定軌精度，以及與調(diào)相時間相

2、匹配的最優(yōu)初始相位角范圍；分析了追蹤航天器入軌精度、入軌遠(yuǎn)地點高度及目標(biāo)航天器軌道高度對快速交會最優(yōu)相位角范圍及總速度增量的影響規(guī)律。
　　⑵提出了長時間大異面交會任務(wù)的調(diào)相策略兩層優(yōu)化方法。推導(dǎo)了考慮 J2項攝動、并包含面內(nèi)外機動對軌道要素偏差耦合影響的軌道要素偏差方程，用于快速獲取長時間大異面調(diào)相交會問題的可行解；建立了長時間大異面調(diào)相交會綜合變軌兩層優(yōu)化模型，提出了綜合使用線性搜索算法、混合整數(shù)編碼遺傳算法和序列二次規(guī)劃算法

3、的求解策略；典型環(huán)火星軌道長時間大異面交會問題的求解驗證了兩層優(yōu)化模型及算法的魯棒性和高效性，對于測試的3~6次脈沖變軌方案，本文方法優(yōu)化得到的總速度增量指標(biāo)均優(yōu)于現(xiàn)有文獻(xiàn)結(jié)果20％以上。
　?、翘岢隽嘶谧钚《烁倪M(jìn)的高精度相對軌跡預(yù)報算法。通過對四種典型相對運動方程的精度分析，揭示了其預(yù)報精度受主航天器初始緯度幅角影響的規(guī)律；分別基于C-W方程和其二階非線性方程，發(fā)展了基于最小二乘的高精度相對軌跡預(yù)報算法；基于實際飛行軌道數(shù)據(jù)