迟进梓 余红英 张子雄

中北大学，太原 030051

0 引言

目前，化学燃料推进和电推进是航天器的主要推力来源[1]。由于化学燃料推进方式比冲小，能量密度低，在执行任务时，携带大量推进剂，增加了卫星发射成本[2]。而电推进属于小推力推进方式，由于其具有比冲大、控制精度高等特点，提高了探测器有效载荷的比重，具有优秀的研究应用前景[3]。电推进技术[4]是利用电力技术使推进剂膨胀，向后高速喷发，产生航天器所需推力的技术，适用于速度矢量较大以及保持轨道精度等变轨情况。

使卫星等航天器从原轨道转移至期望轨道上，此过程称之为轨道机动[5]，本文针对小推力类轨道机动的轨道转移问题进行研究。针对卫星等航天器模型的变轨问题，Kluever[6]提出了一种电推进轨道转换权衡的算法，主要对化学-电混合推进的GEO轨道转移方案进行研究，实现了快速开展大推力轨道变换。Fakoor等[7]将解析方法与基于种群的人工蜂群算法相结合，通过人工蜂群算法搜索控制变量的初值和目标函数的终止时间，给出了轨道转移过程中状态和控制变量的变化率，所得结果具有相当的收敛性和足够的精度。Caillau等[8]对从GEO轨道到地月系L1点和月球轨道的航天器转移轨道进行相关研究，虽然能实现航天器的轨道转移，但此方法并未对小推力转移轨道优化问题进行研究。付磊等[9]建立了多冲量变轨模型，得到最优冲量的时刻和大小，解决了远程导引多冲量变轨问题。……