陈莉丹, 谢剑锋, 李俊峰, 郝大功

(1. 清华大学航天航空学院，北京 100084；2. 北京航天飞行控制中心，北京 100094)

0 引 言

我国的交会对接任务飞行过程按时间顺序包括飞船起飞入轨段、远距离导引段、近距离导引段、平移靠拢段、对接段、组合体运行段、撤离段、返回准备段和返回段。其中，组合体运行段是指飞船与天宫对接锁紧后,飞船的制导、导航与控制(GNC)分系统停止工作，完全由天宫控制,直到飞船与天宫解锁分离。撤离段是指飞船与天宫解锁开始到飞船撤离至安全距离为止。返回准备段是指飞船撤离之后直至返回制动开始。组合体运行段、撤离段、返回准备段是交会对接任务的重要阶段，期间要进行各种空间技术实验，还要为飞船安全返回地面提供必要的轨道条件。所以，为了确保科学实验顺利进行和飞船安全返回，需要研究组合体运行段、撤离段、返回准备段的轨道维持联合规划方法。

航天器轨道维持目标与具体航天任务要求紧密相关，不同任务会对轨道维持提出不同的要求，一般包括地面轨迹维持、轨道高度维持、轨道构型维持等。文献[1-5]主要针对卫星地面轨迹保持问题进行了探讨，文献[6-7]针对太阳同步轨道卫星和超低轨道卫星研究了轨道高度和偏心率的协调控制，文献[8-11]研究了近地卫星星座的构型保持问题，文献[12-13]设计了卫星在平动点的轨道维持方法。

交会对接任务对不同阶段的多个轨道特征参数提出了要求，文献[14]针对神舟八号、九号任务，解决了地面轨迹、指定点高度及偏心率三个特征参数的控制问题，在神舟八号至神舟十号任务中得到了成功应用。……