圆型限制性三体问题中双脉冲地月转移轨道设计研究 被引量：3

1

作者 张科 谭明虎 +1 位作者 吕梅柏 邢超 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期110-115,共6页

基于圆型限制性三体问题模型(CR3BP),提出了一种用于设计双脉冲地月转移轨道的微分数值计算方法。通过分析地月转移过程中航天器的初始和末端状态,利用Newton-Raphson迭代法推导转移轨道的微分校正方程,并采用periapsis截面来估计转移... 基于圆型限制性三体问题模型(CR3BP),提出了一种用于设计双脉冲地月转移轨道的微分数值计算方法。通过分析地月转移过程中航天器的初始和末端状态,利用Newton-Raphson迭代法推导转移轨道的微分校正方程,并采用periapsis截面来估计转移轨道的初始状态;然后以估计的初始状态作为迭代初值,经过微分校正方程的迭代得到准确的初始状态,完成双脉冲地月转移轨道的设计,并解决了空间CR3BP多个未知参数的问题。因此,该方法不仅适用于平面CR3BP,也适用于空间CR3BP的双脉冲转移轨道设计。数值计算结果表明,该方法能有效地进行双脉冲地月转移的数值计算。另外,双脉冲地月轨道和月地返回地球的轨迹是关于x-z平面镜像。 展开更多

关键词 圆型限制性三体问题 地月转移 双脉冲 微分修正 数值方法

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圆型限制性三体问题相对运动解析研究 被引量：4

2

作者 周敬 胡军 张斌 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期154-165,共12页

针对圆型限制性三体问题共线平动点附近周期/拟周期轨道下的相对运动问题,提出一种新的、通用的解析研究方法。在周期/拟周期轨道近似解析解的基础上,结合微分修正方法,获得了精确的周期/拟周期轨道。对周期/拟周期轨道的单值矩阵进行分... 针对圆型限制性三体问题共线平动点附近周期/拟周期轨道下的相对运动问题,提出一种新的、通用的解析研究方法。在周期/拟周期轨道近似解析解的基础上,结合微分修正方法,获得了精确的周期/拟周期轨道。对周期/拟周期轨道的单值矩阵进行分析,同时借鉴Floquet理论核心思想,建立了六个相对运动模态,并将相对运动表示为六个相对运动模态的线性组合,获得了相对运动的近似解析解。最后在地-月系统圆型限制性三体问题下,以L1点作为研究对象,分别以Halo轨道、Lissajous轨道和Lyapunov轨道为参考轨道,对相对运动模态和相对运动进行仿真分析,说明了相对运动模态的正确性以及相对运动近似解析解的有效性。 展开更多

关键词 圆型限制性三体问题 共线平动点 周期/拟周期轨道 单值矩阵 模态分析 相对运动

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经典电磁学范畴内的圆型限制性三体问题 被引量：1

3

作者 傅慎明 《大学物理》 北大核心 2013年第5期52-56,共5页

通过旋转参考系,研究了经典电磁学范畴内的圆型限制性三体问题,推导了类拉格朗日点的存在、性质与稳定性,并与引力条件进行对比,给出应用和示例.

关键词 经典电磁学 圆型限制性三体问题 类拉格朗日点 稳定性

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一种面向限制性三体问题的轨道-姿态运动模态构建方法

4

作者 刘威 罗建军 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期1078-1088,共11页

针对平动点附近的具有强非线性和耦合性的轨道-姿态动力学机理分析,以及如何利用其动力学特性完成相关任务操作等问题,提出了基于Floquet理论的轨道-姿态运动模态构建方法,并探讨了所构建模态的典型应用。首先,在平动点轨道-姿态周期解... 针对平动点附近的具有强非线性和耦合性的轨道-姿态动力学机理分析,以及如何利用其动力学特性完成相关任务操作等问题,提出了基于Floquet理论的轨道-姿态运动模态构建方法,并探讨了所构建模态的典型应用。首先,在平动点轨道-姿态周期解的基础上,对轨道-姿态状态转移矩阵进行分块,根据分块矩阵特征值特点,建立了姿态模态和姿轨耦合模态,与轨道模态共同构成完整的轨道-姿态运动模态。然后,对模态特性进行了相空间分析。最后,以平动点相对轨道-姿态运动解析、平动点轨道-姿态稳定性控制和平动点轨道附近姿轨编队设计为应用案例,相应数值仿真表明了所提出模态的正确性,以及在典型航天任务设计与控制中的应用价值。 展开更多

关键词 圆型限制性三体问题 轨道-姿态运动 平动点 FLOQUET理论

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基于圆型限制性三体模型的借力飞行机理研究 被引量：7

5

作者 乔栋 崔平远 崔祜涛 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期82-87,共6页

针对星际探测中的借力飞行技术,基于圆型限制性三体模型,深入研究了全相位角情况下借力飞行自由参数与借力飞行轨道变化之间的关系。在圆型限制性三体问题的假设下,通过正向与逆向积分相结合的方法,给出了圆型限制性三体系统中,通过借... 针对星际探测中的借力飞行技术,基于圆型限制性三体模型,深入研究了全相位角情况下借力飞行自由参数与借力飞行轨道变化之间的关系。在圆型限制性三体问题的假设下,通过正向与逆向积分相结合的方法,给出了圆型限制性三体系统中,通过借力飞行实现逃逸与俘获以及顺行轨道与逆行轨道转变的条件,并以地月系统为例,给出了通过月球借力飞行实现地月系统俘获与逃逸的借力飞行参数选择区域。同时,也给出了通过月球借力飞行实现轨道类型转变的参数变化范围。最后,讨论分析了借力飞行高度、速度和借力相位角对借力飞行轨道能量变化量的影响,进一步揭示借力飞行自由参数与借力飞行轨道变化之间的关系。 展开更多

关键词 圆型限制性三体问题 借力飞行 俘获与逃逸 顺行与逆行轨道

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限制性三体问题共线平动点轨道近似解析解 被引量：1

6

作者 周敬 胡军 张斌 《深空探测学报》 2020年第1期93-101,共9页

随着深空探测成为航天领域的研究热点,与其密切相关的三体问题基础研究也日益重要,尤其是在深空探测任务设计中处于基础地位的共线平动点附近运动的研究,更是具有重要的工程应用价值。在圆型限制性三体问题下,对共线平动点附近运动近似... 随着深空探测成为航天领域的研究热点,与其密切相关的三体问题基础研究也日益重要,尤其是在深空探测任务设计中处于基础地位的共线平动点附近运动的研究,更是具有重要的工程应用价值。在圆型限制性三体问题下,对共线平动点附近运动近似解析解的研究已经较为全面,但在更接近真实情况、更具一般性的椭圆型限制性三体问题下,相应的研究却相对较少。针对此背景,参考借鉴圆型限制性三体问题的研究方法,首先根据平动点的特性计算出平动点的位置,然后将非线性三体动力学模型在共线平动点处线性化,最后结合线性系统理论,获得了椭圆型限制性三体问题下共线平动点附近运动的近似解析解,并将其与经典的圆型限制性三体问题下的近似解析解进行对比分析,仿真结果证明了方法的有效性,同时也表明所推导的椭圆型限制性三体问题解析解相比圆型限制性三体问题解析解具有更高的精度。 展开更多

关键词 圆型限制性三体问题 椭圆型限制性三体问题 非线性系统 共线平动点 解析解

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地月三体问题下L1-地球低能转移轨道设计 被引量：4

7

作者 张汉清 李言俊 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期84-88,共5页

针对地月拉格朗日L1点流形无法到达地球附近的问题,介绍了基于扰动流形的L1-地球转移轨道设计方法,首先构造了扰动流形的参数化形式,通过搜索四维参数空间,给出了多种经过数值优化的转移轨道,在总结数值仿真结果的基础上提出采用轨道角... 针对地月拉格朗日L1点流形无法到达地球附近的问题,介绍了基于扰动流形的L1-地球转移轨道设计方法,首先构造了扰动流形的参数化形式,通过搜索四维参数空间,给出了多种经过数值优化的转移轨道,在总结数值仿真结果的基础上提出采用轨道角动量定性分析轨道转移机理的方法,明确了L1-地球转移轨道的设计应以降低轨道角动量为目标,克服了以往优化方法搜索的盲目性,揭示了转移轨道所依据的动力学特征,最后给出了基于轨道转移机理设计的低能转移轨道,证明了该方法的有效性. 展开更多

关键词 圆型限制性三体问题 拉格朗日点 转移轨道 扰动流形

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三体问题初探 被引量：7

8

作者 徐卫青 陈朋 +2 位作者 连磊 陈亮 谢欣欣 《中国高新技术企业》 2007年第5期243-243,245,共2页

三体问题(three-body problem)是天体力学中的基本力学模型,分为一般三体问题、圆型限制性三体问题和椭圆型限制性三体问题.本文就圆型限制性三体问题进行研究并绘出轨迹图,分析运动的混沌现象.对圆型限制性三体问题的研究方法也适用于... 三体问题(three-body problem)是天体力学中的基本力学模型,分为一般三体问题、圆型限制性三体问题和椭圆型限制性三体问题.本文就圆型限制性三体问题进行研究并绘出轨迹图,分析运动的混沌现象.对圆型限制性三体问题的研究方法也适用于一般三体问题. 展开更多

关键词 圆型限制性三体问题 天体动力学 混沌

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基于多项式约束的三角平动点平面周期轨道设计方法 被引量：4

9

作者 钱霙婧 翟冠峤 张伟 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第1期154-164,共11页

平动点是圆型限制性三体问题中的五个平衡解.其中,三角平动点在平面问题中具有"中心×中心"的动力学特性,其附近存在着大量的周期轨道,研究这些周期轨道的构建方法在深空探测中具有理论及工程意义.本文从振动角度分析周... 平动点是圆型限制性三体问题中的五个平衡解.其中,三角平动点在平面问题中具有"中心×中心"的动力学特性,其附近存在着大量的周期轨道,研究这些周期轨道的构建方法在深空探测中具有理论及工程意义.本文从振动角度分析周期轨道,通过多项式展开法构建出主坐标下周期轨道两个运动方向之间的渐近关系.从新的角度分析了系统的动力学特性和平面周期运动两个方向内在关联以及物理规律.这种多项式形式的关系式,可以作为约束条件用于数值微分修正算法中,通过迭代的方式寻找周期轨道.数值仿真算例验证了方法的正确性及精确性.文章从振动的角度对周期轨道进行分析,改进了微分修正算法.提出的方法可以被拓展至圆型/椭圆型限制性三体问题的三维周期轨道构建中. 展开更多

关键词 平面圆型限制性三体问题 平动点 多项式展开法

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应用启迪优化方法的地月平动点轨道转移规划设计

10

作者 何管维 袁浩 +1 位作者 王杰 吴军 《航天控制》 2025年第1期29-38,共10页

针对地月平动点轨道多目标任务转移策略开展了研究,设计了一种基于双脉冲模式的转移策略,使航天器能够在近直线晕轨道和远距离逆行轨道之间进行转移。首先在质心会合坐标系下建立航天器轨道动力学模型;然后,开展转移策略总体设计并分析... 针对地月平动点轨道多目标任务转移策略开展了研究,设计了一种基于双脉冲模式的转移策略,使航天器能够在近直线晕轨道和远距离逆行轨道之间进行转移。首先在质心会合坐标系下建立航天器轨道动力学模型;然后,开展转移策略总体设计并分析涉及的优化变量,确定目标函数和约束条件,将转移策略设计问题转化为轨迹优化问题;进而,验证遗传算法和粒子群优化算法对于该问题的可行性,求解转移轨迹。研究得到了一种应用遗传算法和粒子群优化算法设计平动点轨道转移策略的数值方法,利用该方法设计了近年来重点关注的近直线晕轨道以及远距离逆行轨道之间的转移轨迹。文章提出的优化方法,在无先验信息的情况下能够有效解决轨道转移优化设计问题,并可应用于多类转移方案。 展开更多

关键词 圆型限制性三体问题 轨道转移 遗传算法 粒子群优化算法

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地月远距离逆行轨道脉冲调相方法

11

作者 赵明旭 齐毅 金启航 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期1599-1612,共14页

地月远距离逆行轨道(DRO)在月球探测、地月空间开发等任务中具有重要价值。针对地月DRO的脉冲调相机动问题,提出了直接调相和间接调相两种调相方法。首先,通过数值方法构建了地月DRO直接调相策略的可行集,分析了调相机动起点和终点位置... 地月远距离逆行轨道(DRO)在月球探测、地月空间开发等任务中具有重要价值。针对地月DRO的脉冲调相机动问题,提出了直接调相和间接调相两种调相方法。首先,通过数值方法构建了地月DRO直接调相策略的可行集,分析了调相机动起点和终点位置选择对调相性能的影响,得到了双脉冲最优和次优调相机动策略。针对相位差较大的调相问题,进一步提出了双脉冲弧段组合调相策略。其次,利用地月平动点周期轨道及其同宿、异宿转移轨道,构造了地月DRO间接调相方法,并分析了不同雅可比常数下间接调相策略的燃耗和飞行时间。最后,分析对比了间接调相轨道与直接调相轨道的性能,给出了两者的适用条件。研究结果将为地月DRO的广泛应用开发提供理论基础。 展开更多

关键词 圆型限制性三体问题 远距离逆行轨道 调相机动 平动点轨道 轨道优化

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火卫一周期准卫星轨道及入轨分析 被引量：1

12

作者 吴晓杰 王悦 徐世杰 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期1133-1141,共9页

围绕火卫一的准卫星轨道(QSOs)因其具有良好的稳定性,是火卫一探测任务最为实用的轨道。在平面圆型限制性三体问题模型下,利用庞加莱截面和KAM环迭代方法探究了准卫星轨道的周期轨道族,并给出不同能量准卫星周期轨道的初始条件。针对火... 围绕火卫一的准卫星轨道(QSOs)因其具有良好的稳定性,是火卫一探测任务最为实用的轨道。在平面圆型限制性三体问题模型下,利用庞加莱截面和KAM环迭代方法探究了准卫星轨道的周期轨道族,并给出不同能量准卫星周期轨道的初始条件。针对火卫一周期准卫星轨道入轨,提出一种转移轨道设计方法:对准卫星周期轨道调整速度后进行反向积分,直至离开火卫一邻近区域,从而得到由火星环绕轨道向火卫一周期准卫星轨道的转移轨道,并调整转移轨道参数对燃料与时间消耗进行优化。研究结果表明,当周期准卫星轨道能量处于特定区间时,存在特定速度脉冲区间,可利用火卫一引力实现较少燃料消耗的轨道转移;在该速度脉冲区间中,通过选取较小的速度脉冲,可缩短转移时间。 展开更多

关键词 火卫一 平面圆型限制性三体问题 周期准卫星轨道 轨道转移 燃料消耗优化 转移时间优化

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解析计算在月球中继卫星Halo轨道设计中的应用 被引量：10

13

作者 梁伟光 周文艳 +1 位作者 雪丹 杨维廉 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第10期1171-1178,共8页

面向月球中继卫星工程轨道设计需求,研究解析计算方法在地月系L2点halo轨道设计中的应用问题。在讨论圆型限制性三体问题三阶解析近似计算方法的基础上,分析了解析计算与数值计算的差异,给出了解析近似计算在工程约束下的适用范围,进而... 面向月球中继卫星工程轨道设计需求,研究解析计算方法在地月系L2点halo轨道设计中的应用问题。在讨论圆型限制性三体问题三阶解析近似计算方法的基础上,分析了解析计算与数值计算的差异,给出了解析近似计算在工程约束下的适用范围,进而提出了基于解析计算的轨道设计和特征筛选方法。分别采用解析初值和数值初值进行halo轨道外推,比对验证采用解析计算设计轨道的可行性。研究结果表明,解析计算方法适用于月球中继卫星轨道的初步设计、特征分析和构型筛选。 展开更多

关键词 月球中继卫星 地月系L2点 HALO轨道 解析计算 圆型限制性三体问题

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基于序优化理论的晕轨道转移轨道设计 被引量：7

14

作者 胡少春 孙承启 刘一武 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期662-668,共7页

利用晕轨道的稳定流形可以设计从地球到晕轨道的转移轨道。但由于小幅度晕轨道的稳定流形与地球停泊轨道无法相交,因此需采用两脉冲转移。微分修正法是求解两脉冲转移常用的优化方法,虽然收敛速度快,但很难获取全局最优解,而且收敛半径... 利用晕轨道的稳定流形可以设计从地球到晕轨道的转移轨道。但由于小幅度晕轨道的稳定流形与地球停泊轨道无法相交,因此需采用两脉冲转移。微分修正法是求解两脉冲转移常用的优化方法,虽然收敛速度快,但很难获取全局最优解,而且收敛半径小,如果初始猜想与最优解相差很远,该方法可能会不收敛。将序优化理论与微分修正法相结合,利用序优化思想缩小搜索空间,得到足够好的初始猜想,然后利用微分修正法快速收敛到满足终端精度要求的解。仿真结果表明该方法有很好的收敛性,且计算量小。 展开更多

关键词 圆型限制性三体问题 平动点 晕轨道 稳定流形 序优化 微分修正

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地月循环轨道动力学建模与计算研究 被引量：5

15

作者 张文博 成跃 王宁飞 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期510-517,共8页

根据地月循环轨道的概念,按照生成第二类周期轨道的弧段进行分类,并讨论了其共振性与对称性在轨道设计与应用中的作用。然后归纳了三种循环轨道的动力学建模与计算方法及其轨道延拓策略,最后总结了三种方法的利弊和应用轨道类型。对地... 根据地月循环轨道的概念,按照生成第二类周期轨道的弧段进行分类,并讨论了其共振性与对称性在轨道设计与应用中的作用。然后归纳了三种循环轨道的动力学建模与计算方法及其轨道延拓策略,最后总结了三种方法的利弊和应用轨道类型。对地月系统循环轨道的研究和分析,能够为我国未来载人登月工程提供一种新的思路与理论支持。 展开更多

关键词 地月循环轨道 圆型限制性三体问题 轨道动力学

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一种新的共线平动点拟周期轨道稳定保持策略 被引量：3

16

作者 张汉清 李言俊 张科 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期318-324,共7页

限制性三体问题下共线平动点附近的拟周期轨道在深空探测中具有重要的实际应用价值,得到了各航天大国的广泛重视。通过将动力学中心流形结构引入轨道控制方法的设计之中,得到了基于投影到中心流形的共线平动点拟周期轨道稳定保持策略。... 限制性三体问题下共线平动点附近的拟周期轨道在深空探测中具有重要的实际应用价值,得到了各航天大国的广泛重视。通过将动力学中心流形结构引入轨道控制方法的设计之中,得到了基于投影到中心流形的共线平动点拟周期轨道稳定保持策略。首先推导了会合坐标到中心流形坐标的正则变换方法,在此基础上设法通过引入轨道机动,将偏差状态点投影到中心流形上,从而达到消除不稳定分量的目的。该方法充分整合了平动点的动力学特性,并且也适用于周期轨道的稳定保持。通过对Lissajous轨道和晕轨道的数值仿真表明,该方法较以往方法具有更强的稳定性,能在显著降低轨控燃料消耗的基础上达到较好的稳定保持效果。 展开更多

关键词 圆型限制性三体问题 共线平动点 拟周期轨道 稳定保持 中心流形

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基于不变流形的夸父卫星A轨道设计 被引量：3

17

作者 胡少春 孙承启 刘一武 《航天控制》 CSCD 北大核心 2009年第3期37-41,共5页

介绍了夸父卫星A的轨道特点,分析了圆型限制性三体问题。采用基于不变流形的两脉冲转移方法为夸父卫星A设计出了转移轨道,并比较晕轨道近地点和远地点入轨的两种情况。仿真表明,晕轨道远地点入轨可以大大节省晕轨道入轨代价。

关键词 平动点 晕轨道 圆型限制性三体问题 夸父计划 不变流形

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利用太阳帆定点探测器在地—月系共线平动点附近的探讨 被引量：3

18

作者 侯锡云 刘林 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期2249-2257,共9页

共线平动点附近的运动仅仅是条件稳定的,探测器的轨道需要经过控制才能维持在其附近。以地—月系L1点和L2点附近大振幅晕轨道的控制为例,探讨了太阳帆在定点这类探测器中的应用。首先,考虑了月球轨道的偏心率和太阳辐射的影响,给出了太... 共线平动点附近的运动仅仅是条件稳定的,探测器的轨道需要经过控制才能维持在其附近。以地—月系L1点和L2点附近大振幅晕轨道的控制为例,探讨了太阳帆在定点这类探测器中的应用。首先,考虑了月球轨道的偏心率和太阳辐射的影响,给出了太阳帆对日定向的探测器轨道的低阶分析解,并在此基础上构造了在太阳系真实引力模型下一段时间内维持在共线平动点附近的拟周期轨道。然后,给出了两种利用太阳帆的控制方案,一是固定面质比而改变太阳帆法线的方向,另一是固定太阳帆对日定向而改变面质比,并对两种方案分别作了数值模拟。最后,文章探讨了测控误差及地、月影对轨道控制的影响。 展开更多

关键词 圆型限制性三体问题 共线平动点 太阳帆 轨道控制

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星际高速公路技术及其在夸父计划中的应用 被引量：4

19

作者 胡少春 刘一武 孙承启 《空间控制技术与应用》 2008年第6期12-17,共6页

简述了星际高速公路技术的物理意义和特征以及中国深空探测的现状和计划,分析了圆型限制性三体问题及其周期和准周期轨道,给出星际高速公路的描述与初步计算,探讨了星际高速公路技术在夸父卫星A轨道设计中的应用,最后分析了该技术在未... 简述了星际高速公路技术的物理意义和特征以及中国深空探测的现状和计划,分析了圆型限制性三体问题及其周期和准周期轨道,给出星际高速公路的描述与初步计算,探讨了星际高速公路技术在夸父卫星A轨道设计中的应用,最后分析了该技术在未来深空探测活动中的潜在价值。 展开更多

关键词 星际高速公路 平动点 圆型限制性三体问题 HALO轨道 流形

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连续小推力作用下的共线平动点 被引量：1

20

作者 侯锡云 刘林 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第2期265-273,共9页

研究了圆型限制性三体问题的平动点在连续小推力作用下的具体位置和动力学特征的变化.研究表明,随着小推力方向在空间中的变化,平动点的具体位置也会发生相应的变化,文章详细阐述了这些变化的特征.针对航天任务中应用较多的共线平动点L1... 研究了圆型限制性三体问题的平动点在连续小推力作用下的具体位置和动力学特征的变化.研究表明,随着小推力方向在空间中的变化,平动点的具体位置也会发生相应的变化,文章详细阐述了这些变化的特征.针对航天任务中应用较多的共线平动点L1和L2,研究了其附近运动的稳定性状态,给出了线性条件稳定解,并在此基础上,构造了条件稳定解的高阶形式,将其结果与数值积分轨道进行了比对,两者符合得很好.最后,进一步研究了共线平动点附近周期轨道族的演化状态,由于连续小推力引入的非对称性,周期轨道族会发生分岔现象. 展开更多

关键词 圆型限制性三体问题 平动点 周期轨道

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