孙鸿强，张占月，方宇强

(航天工程大学 研究生院，北京 101416)

航天器轨道优化对延长在轨寿命、降低风险系数、增大有效载荷以及保证工作效率等方面有着重要的实践价值.早在20世纪60年代，针对空间最优轨道机动问题就开展了大量的研究工作.在分析最优轨道方面，遗传算法、粒子群优化(PSO)算法和模拟退火算法[1-2]等为解决复杂问题提供了新的思路和手段.与此同时，空间环境愈发复杂，截至2019年8月，美国空间监视网编目了大于10 cm的空间目标约 23 000 个，对外公布已编目的在轨目标 19 524 个，其中 14 495 个为空间碎片[3-4].此外，美国太空探索技术公司宣称要将其Starlink项目的低轨卫星增至 42 000 颗.2019年9月2日，欧洲航天局表示为了避免与Starlink44卫星相撞，在预计碰撞前1 h内对Aeolus卫星进行了机动，利用卫星携带的推进器将轨道高度增加约350 m，从而将碰撞概率降到安全阈值以下.

在卫星规避机动方面，其方式为利用所携带的燃料由安装在不同方位的推进装置获得既定的速度冲量，进而改变卫星的运行状态.目前，单星规避技术已相对成熟，主要采用基于碰撞概率的单颗卫星规避机动方法.在获取空间目标的位置矢量、速度矢量以及位置误差协方差矩阵后，可对在轨航天器及其周围空间进行碰撞概率估算，以获得航天器周围空间的碰撞概率密度函数，进而确定最佳机动的大小和方向.

而对于编队卫星而言，由于卫星之间相互协作的特点，对其中的卫星进行机动将会引起整个编……