摘要
为寻求适用于大偏心率远距离航天器编队设计的方法,摒弃了简化航天器相对运动非线性微分方程的传统思路,致力于简化该微分方程的解析解。首先,在同周期假定前提下,由运动学得到了椭圆轨道航天器相对于圆轨道航天器运动的封闭解析解,然后将其展开成傅立叶级数,证明了在特定条件下,单倍频项是最主要的,从而导出了编队飞行设计的新公式。最后以空间圆形编队设计为例,阐明了利用新公式进行编队设计的步骤,并用精确的数值计算验证了设计结果的正确性。与C-W方法和一般轨道参数设计方法相比,推导过程中并未采用小偏心率近距离假定,因此导出的新公式可适用于大偏心率远距离航天器的编队设计。
A new way to design distant spacecraft formation flying in highly eccentric orbits is proposed, which simplifies the solution of the nonlinear equation of spacecraft relative motion rather than the equation itself. Under the assumption of equal period, the exact trajecotry of a random elliptic orbit relative to a circular orbit is obtained. The exact solution is expanded in Fourier series. It is proved that the term of single frequency is the dominant part of the solution. A new formula for formation design of distant spacecraft in highly eccentric orbits is deduced. A simulation of spacial circle formation is demonstrated. Design method with the new formula is explained step by step and the result is validated by numeric calculation. Since the assumption of close and near circular orbits is not used, the new formula is applicable to the formation design of distant spacecraft in highly eccentric orbits contrasting with C-W equation design method and orbital element method.
出处
《工程力学》
EI
CSCD
北大核心
2005年第6期229-233,223,共6页
Engineering Mechanics
关键词
航天器编队飞行
轨道设计
相对轨道参数
相对运动
大偏心率轨道
spacecraft formation-flying
orbit design
relative orbital parameter
relative motion
highly eccentric orbit
作者简介
张珩（1961），男，吉林人，研究员，博士生导师，主要从事智能系统设计，面向空间应用的遥科学技术，以及空间飞行器控制等研究（E-mail：hzhang@263．net）；
孙兰（1976），女，湖北人，博士生，主要从事航天器轨道分析研究．
