吝琳, 方群

(1.西北工业大学 航天学院, 陕西 西安　710072; 2.航天飞行动力学技术国家级重点实验室, 陕西 西安　710072)



考虑J2项摄动的空间共振轨道特性分析

吝琳1,2, 方群1,2

(1.西北工业大学 航天学院, 陕西 西安710072; 2.航天飞行动力学技术国家级重点实验室, 陕西 西安710072)

摘要：共振轨道是建立在新型坐标系下的非开普勒轨道,应用于空间机动轨道的设计,具有节省能量的优势。针对地球形状摄动J2项对共振轨道特性的影响分析问题,建立了一种新的考虑J2项摄动影响的共振轨道数学模型。通过与传统受J2项摄动影响的共振轨道数学模型的仿真对比分析可以看出,新的数学模型虽然形式较为复杂,但却能够揭示不同阶段J2项摄动使系统产生偏差的原因,比传统模型更为精确,因此更适用于工程实际中分析J2项摄动对共振轨道特性的影响。

关键词：非开普勒运动;共振轨道;J2项摄动

史格非[3]通过研究与仿真,一方面,说明共振轨道的推力峰值远小于应用Lambert转移时所需的最小速度增量;另一方面,肯定了共振轨道在星际探测应用中的可行性,并且证明了其在能量消耗方面优于Lambert轨道。陈诗瑜引入J2摄动和新的类Sundman转换关系,推导了参数平面下含J2摄动的空间共振轨道方程及转换矩阵,并分析了摄动因素对轨道特性的影响。下文中,我们将陈诗瑜推导所得数学方程称为传统数学模型,简称传统模型。

然而,文献[3]在进行模型建立时并未考虑摄动因素对轨道的影响。而传统模型虽然考虑了J2项摄动力对轨道的影响问题,但在建立数学模型时,忽略了J2项摄动内所含的位置矢量r,而将J2项摄动看做标量,这样所得结果不是很精确。……