GEO空间慢旋目标天基监视受控绕飞轨道设计与仿真
2020-05-21张扬甘庆波傅江良李子申袁洪熊瑶
北京理工大学学报 2020年4期
张扬,甘庆波,傅江良,李子申,袁洪,熊瑶
1.中国科学院 光电研究院,北京 100094;2.中国科学院大学,北京 100049;
3 中国科学院国家天文台 北京 100101)
GEO空间慢旋目标是一类典型的在轨运动目标,其运动特点表现为在自身轨道上绕特定转轴自旋,部分GEO空间碎片、失控卫星均为此类目标. 为了实现对该类目标特定面的连续指向观测,需要获取目标的姿态运动变化,将目标的姿态变化映射为天基平台的相对轨道变化,通过绕飞控制达到一种平台和目标相对消旋状态,实现目标特定面连续观测或者固定周期比重访等目的. 目标自旋信息的获取是受控绕飞轨道设计的前提,国内外相关学者已经作了大量的研究工作,实现了应用不同类别的光学探测数据进行目标姿态变化的反演[1]和目标自旋周期的提取[2-3]. 受控绕飞设计首先需建立相对轨道动力学模型. 现阶段广泛研究和应用的动力学模型可分为两大类:一类是以相对位置和相对速度为状态变量描述,典型模型包括适用于空间圆轨道的C-W方程[4]和适用于椭圆轨道的T-H方程[5]以及基于两类方程的动力学扩展;另一类以轨道根数为状态变量描述[6],该方法非常适用于长周期下的编队飞行和相对轨道分析等任务. 轨道机动控制常用方法包括脉冲推力、继电型推力、连续常值小推力等. 脉冲机动轨道转移方法是一种理想的轨道机动研究方法[7]. 相关学者已经应用多脉冲控制在共面快速受控绕飞轨迹……
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