基于地基测量数据的月球DRO轨道定轨精度分析 被引量：3

1

作者 黄逸丹 黄勇 +1 位作者 樊敏 李培佳 《深空探测学报（中英文）》 CSCD 北大核心 2024年第4期405-413,共9页

针对地月空间DRO探测,基于中国深空探测任务的现有测量条件,仿真分析月球DRO轨道探测器定轨预报精度。采用批处理定轨方法,选择以地球为中心天体进行轨道积分,并增加了月球非球形引力摄动。计算分析表明,在目前的测量条件下,2天短弧测... 针对地月空间DRO探测,基于中国深空探测任务的现有测量条件,仿真分析月球DRO轨道探测器定轨预报精度。采用批处理定轨方法,选择以地球为中心天体进行轨道积分,并增加了月球非球形引力摄动。计算分析表明,在目前的测量条件下,2天短弧测距单独定轨精度为km量级,速度精度优于3cm/s,预报7天三维位置最大差异为数10km量级,速度差异小于6 cm/s;测距联合VLBI定轨精度为百米量级,速度精度优于0.4 cm/s,预报7天三维位置最大差异为千米量级,速度差异小于2cm/s,VLBI数据的加入能显著提高DRO短弧定轨预报精度。5天长弧测距单独定轨精度优于1km,速度精度优于1cm/s,预报7天三维位置最大差异小于2km,三维速度最大差异小于1cm/s,增加定轨弧长对测距数据单独定轨预报精度有显著提高。 展开更多

关键词 地月系 远距离逆行轨道(dro) 甚长基线干涉测量(VLBI) 定轨 预报

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基于数值延拓的日月综合借力DRO入轨策略 被引量：1

2

作者 张晨 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期1176-1186,共11页

远距离逆行轨道(DRO)是地月空间中的一类周期轨道,这类轨道具有长期稳定、入轨能量低的特点,可作为未来载人月球和载人火星任务的中转站。对于地球至DRO的两脉冲入轨任务,采用日月综合借力(即同时使用弱稳定边界(WSB)和月球借力(LGA))... 远距离逆行轨道(DRO)是地月空间中的一类周期轨道,这类轨道具有长期稳定、入轨能量低的特点,可作为未来载人月球和载人火星任务的中转站。对于地球至DRO的两脉冲入轨任务,采用日月综合借力(即同时使用弱稳定边界(WSB)和月球借力(LGA))可以最大化入轨质量,但是这类轨道对初值非常敏感。使用日月综合借力拓展DRO入轨脉冲包络,改进构造方法和提供解析梯度大幅提高多步打靶收敛率,提出2层伪弧长延拓方法进一步降低任务总脉冲。数值仿真采用共振比为2∶1的DRO,脉冲最低解采用“LGA+WSB+2LGA”的飞行模式,飞行时间为123天,近地轨道发射脉冲为3.125 km/s,DRO入轨脉冲仅为19.7 m/s。 展开更多

关键词 N体问题 远距离逆行轨道 弱稳定边界 月球借力 数值延拓

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地月空间DRO环月全球定位卫星星座设计

3

作者 周晨光 张仁勇 杨驰航 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2024年第12期4173-4182,共10页

为了实现环月全球定位卫星星座设计,概述了月球全球定位卫星星座的研究现状,对基于远距离逆行轨道(distant retrograde orbit,DRO)的环月星座进行深入研究。首先,以圆型限制性三体模型的平面DRO为初值,以DRO初始相位角、轨道平均周期和... 为了实现环月全球定位卫星星座设计,概述了月球全球定位卫星星座的研究现状,对基于远距离逆行轨道(distant retrograde orbit,DRO)的环月星座进行深入研究。首先,以圆型限制性三体模型的平面DRO为初值,以DRO初始相位角、轨道平均周期和z方向运动振幅作为参数描述三维DRO,计算双圆限制性四体模型中保持3年稳定的DRO。然后,借鉴地球轨道Walker星座概念,提出基于DRO基准轨道等相位差部署的环月星座设计方法。最后,针对卫星总数量均为16的DRO环月星座,分析单基准轨道、双基准轨道和四基准轨道星座的性能,验证了所提方法的有效性。 展开更多

关键词 月球全球定位卫星星座 构型设计 远距离逆行轨道 远距离逆行轨道基准轨道

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DRO卫星编队同波束差分相对导航 被引量：4

4

作者 李霜琳 蒲京辉 +2 位作者 郭鹏斌 王文彬 张伟 《深空探测学报（中英文）》 CSCD 北大核心 2023年第2期211-219,共9页

针对地月空间远距离逆行轨道(Distant Retrograde Orbit,DRO)卫星编队相对导航的需求,提出一种同波束差分相对导航方法。在地月空间中,2颗DRO卫星所构成的编队可被1颗近地球轨道(Low Earth Orbit,LEO)卫星发出的测量波束所覆盖,从而与该... 针对地月空间远距离逆行轨道(Distant Retrograde Orbit,DRO)卫星编队相对导航的需求,提出一种同波束差分相对导航方法。在地月空间中,2颗DRO卫星所构成的编队可被1颗近地球轨道(Low Earth Orbit,LEO)卫星发出的测量波束所覆盖,从而与该LEO卫星同时建立2条观测链路。由这2条测量链路得到的差分测量数据与地月三体轨道动力学模型相结合,即可实现DRO卫星编队相对导航。DRO处于地月三体引力场非对称性较强的空间,根据LiAISON原理,运行于该轨道的卫星与LEO卫星建立的1条测量链路即可实现自主导航,从而可确定其中1颗DRO编队卫星与LEO卫星的绝对轨道状态。同波束差分相对导航方法以两星的绝对状态作为约束条件,利用差分测量数据消除测量中的共同误差,可获得DRO卫星编队的高精度相对状态。分别对DRO近距离卫星编队(星间距离为50km)及DRO远距离卫星编队(星间距离为数万km)相对导航的性能进行了仿真测试。结果显示,星间测距噪声为0.5m时,相对导航位置精度为5m,该结果比利用绝对导航作差提高了4倍。 展开更多

关键词 地月空间 相对导航 星间测距链路(SST) 远距离逆行轨道(dro) LIAISON

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DRO计算及其在地月系中的摄动力研究 被引量：7

5

作者 吴小婧 曾凌川 巩应奎 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期883-892,共10页

针对远距逆行轨道(DRO)的航天工程应用问题,研究了DRO的计算方法以及轨道特性,分析了DRO在实际力环境中的主要摄动因素,为DRO的精确建模和标称轨道设计奠定一定的理论基础。首先,利用仿真算例验证流函数法在计算DRO周期轨道族中的有效... 针对远距逆行轨道(DRO)的航天工程应用问题,研究了DRO的计算方法以及轨道特性,分析了DRO在实际力环境中的主要摄动因素,为DRO的精确建模和标称轨道设计奠定一定的理论基础。首先,利用仿真算例验证流函数法在计算DRO周期轨道族中的有效性。然后,利用该方法,通过改变雅可比常数,延拓计算DRO周期轨道族,获得不同共振比的DRO,仿真结果表明整数共振比的DRO在地月惯性坐标系中的轨迹是封闭的曲线,而共振比非整数的DRO则不封闭。最后,通过轨道外推分析影响DRO稳定性的主要摄动因素,仿真结果表明太阳引力和月球轨道偏心率是影响DRO稳定性的主要摄动因素。在动力学模型中,使用标准星历表示行星的运动状态,当积分时间多于10天时模型误差为km量级,因此在地月系这样大尺度的空间范围内,可以使用星历模型近似的分析DRO在真实力环境中的运动状态,为任务轨道设计提供依据。 展开更多

关键词 圆形限制性三体问题 流函数 拟周期轨道 远距逆行轨道(dro) 共振轨道

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地月DRO星载光学测量近地小行星轨道确定

6

作者 刘佳 宋叶志 +2 位作者 黄乘利 胡小工 谭龙玉 《天文学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期81-98,共18页

针对地基光学监测系统对近地小行星在近太阳方向的监测存在盲区的问题,提出了远距离逆行轨道(Distant Retrograde Orbit,DRO)天基光学平台对近地小行星进行跟踪定轨的方法.通过可视性分析,筛选仿真观测数据,利用美国宇航局喷气推进实验... 针对地基光学监测系统对近地小行星在近太阳方向的监测存在盲区的问题,提出了远距离逆行轨道(Distant Retrograde Orbit,DRO)天基光学平台对近地小行星进行跟踪定轨的方法.通过可视性分析,筛选仿真观测数据,利用美国宇航局喷气推进实验室(Jet Propulsion Laboratory,JPL)公布的小行星初始轨道信息对不同轨道类型的目标天体进行轨道确定,将计算结果与参考轨道对比分析.仿真结果表明:在测量精度2角秒,定轨弧长3年的情况下,DRO平台对仿真算例中所选择的近地小行星的定轨精度可以达到几十公里量级,其中Atira型轨道精度可达10公里以内.由此可见,DRO天基平台对近地小行星具有较好的监测能力,定轨精度能实现对目标小行星的精确跟踪,并对其进行轨道预报. 展开更多

关键词 小行星:近地小行星 航天器:dro卫星 天体力学:轨道确定 方法:天基光学监测 数值

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地月远距离逆行轨道脉冲调相方法

7

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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绕月飞行的大幅值逆行轨道研究 被引量：11

8

作者 徐明 徐世杰 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期1785-1791,共7页

以地-月系为背景,研究了绕月飞行的大幅值逆行轨道(DRO)的轨道稳定性,及轨道转移等问题。数值结果表明:太阳引力对DRO稳定性有破坏作用,但仍能保持较长时间的绕飞。随后,利用与DRO相切的Lya-punov轨道研究了DRO的低能轨道转移:利用地月... 以地-月系为背景,研究了绕月飞行的大幅值逆行轨道(DRO)的轨道稳定性,及轨道转移等问题。数值结果表明:太阳引力对DRO稳定性有破坏作用,但仍能保持较长时间的绕飞。随后,利用与DRO相切的Lya-punov轨道研究了DRO的低能轨道转移:利用地月系LL1点Lyapunov轨道的不变流形,实现DRO的快速转移;利用LL2点Lyapunov轨道作为弱稳定边界(W SB)转移的入口,实现DRO的低能转移。显然,得到的两类转移方式完全不同于以往的研究,且数值仿真表明了设计方法的可行性。 展开更多

关键词 大幅值逆向轨道 平动点 Lyapunov轨道 弱稳定边界 不变流形

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近地小行星天地基光学监测系统预警能力分析 被引量：5

9

作者 杨旭 赵柯昕 +2 位作者 甘庆波 刘静 姚永强 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第12期1307-1313,共7页

针对近地小行星撞击地球的威胁,分析研究了各类典型天地基光学监测系统的短期预警能力.提出了短期预警圈的概念,利用太阳系内天体光学反射模型,仿真计算了以LSST为代表的大口径地基望远镜,以日地L1点、类金星轨道和大幅值逆行轨道三种... 针对近地小行星撞击地球的威胁,分析研究了各类典型天地基光学监测系统的短期预警能力.提出了短期预警圈的概念,利用太阳系内天体光学反射模型,仿真计算了以LSST为代表的大口径地基望远镜,以日地L1点、类金星轨道和大幅值逆行轨道三种典型轨道为代表的天基光学监测系统的短期预警能力,并比较了三种天基系统对太阳方向来袭的近地小行星的预警能力.结果表明,L1点预警覆盖稍好但可提供的预警时间较短;类金星轨道星座预警时间长、天区覆盖广,但存在相位间隙会导致漏警;大幅值逆行轨道针对太阳方向具有覆盖率高、预警时间长等优势.可见,通过部署若干天基系统监测节点,可以为地基监测系统提供有力补充,解决太阳方向的覆盖盲区问题,全方位预警近地小行星撞击地球风险. 展开更多

关键词 近地小行星 短期预警 日地L1点 类金星 大幅值逆行轨道

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地月空间DRO近距离编队星间测量相对定轨

10

作者 张如悦 王文彬 +2 位作者 李霜琳 蒲京辉 张伟 《宇航学报》 2025年第10期2146-2159,共14页

地月空间远距离逆行轨道(DRO)因轨道稳定性及三体引力场非对称特性,成为卫星长期驻留与月球导航星座部署的研究热点。针对DRO主/副星近距离编队相对定轨问题,提出一种基于多源观测数据融合的协同定轨方案。该方案利用近地轨道(LEO)卫星... 地月空间远距离逆行轨道(DRO)因轨道稳定性及三体引力场非对称特性,成为卫星长期驻留与月球导航星座部署的研究热点。针对DRO主/副星近距离编队相对定轨问题,提出一种基于多源观测数据融合的协同定轨方案。该方案利用近地轨道(LEO)卫星接收全球导航卫星系统(GNSS)信号实现自主定轨,并建立与DRO主/副星的星间测量链路。主星搭载光学相机获取副星方位信息,其绝对轨道作为相对定轨的先验基准。设计了3种相对定轨策略,并通过高保真数值仿真验证方案有效性。结果表明,当主星轨道精度较高时,3种方案均能达到10 m级相对位置精度和亚毫米每秒量级速度精度;当主星轨道精度较低时,结合星间测距与光学测角数据的方案可将相对位置精度提升至13 m,速度精度达8 mm/s,收敛时间缩短至分钟级。该研究揭示了低精度主星条件下光学测角数据对相对定轨性能的改善机制,为DRO编队测量链路设计提供了理论依据。 展开更多

关键词 远距离逆行轨道(dro) 近距离编队 星间测距 光学测角 相对定轨

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一种适用于平动点周期轨道初值计算的简化路径搜索修正法 被引量：2

11

作者 熊瑶 袁洪 +2 位作者 杨新 张扬 甘庆波 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第1期102-108,共7页

在限制性三体问题中,路径搜索修正法是一种基于平动点周期轨道垂直穿越Poincare截面的几何对称性计算平面及空间平动点周期轨道近似初值的方法.采用路径搜索修正法的一种简化形式,在圆形限制性三体模型中,对地月系中几种典型的平面及空... 在限制性三体问题中,路径搜索修正法是一种基于平动点周期轨道垂直穿越Poincare截面的几何对称性计算平面及空间平动点周期轨道近似初值的方法.采用路径搜索修正法的一种简化形式,在圆形限制性三体模型中,对地月系中几种典型的平面及空间周期轨道近似初值进行了计算.结果表明,该简化方法得到的周期轨道近似初值不唯一,由近似初值经微分修正得到的精确结果中通常同时存在Halo轨道和大幅值逆行轨道(DRO).进一步分析表明,在某些临界初值下,精确结果中Halo轨道将消失,同时可能出现平面Lyapunov轨道及Vertical轨道.上述计算中,搜索初值与结果中轨道类型的对应关系值得进一步研究. 展开更多

关键词 圆形限制性三体问题 路径搜索修正法 平动点周期轨道 HALO轨道 大幅值逆行轨道

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地月空间的远距离逆行轨道族及其分岔研究 被引量：8

12

作者 陈冠华 杨驰航 +1 位作者 张晨 张皓 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第12期2576-2588,共13页

地月系统中存在着一类绕月逆行、高度稳定的轨道族,称为远距离逆行轨道族(DRO)。以圆型限制性三体问题(CR3BP)为动力学模型研究了DRO轨道族周边的动力系统结构。利用Broucke稳定性图寻找分叉点,判断分叉类型,基于数值延拓计算分岔后产... 地月系统中存在着一类绕月逆行、高度稳定的轨道族,称为远距离逆行轨道族(DRO)。以圆型限制性三体问题(CR3BP)为动力学模型研究了DRO轨道族周边的动力系统结构。利用Broucke稳定性图寻找分叉点,判断分叉类型,基于数值延拓计算分岔后产生的一系列新轨道分支。分叉类型主要有切分叉与多倍周期分叉(从3倍周期开始),轨道维度包含平面轨道族与三维轨道族。计算新轨道族的特征,包括形状、周期、能量、稳定性、双曲流形结构等。探讨周期轨道的轨道周期与能量的关系,以几何化的方式展现分叉结构、多周期轨道的双曲流形结构等。该动力结构将为基于DRO轨道族的地月空间任务提供重要的理论支持。 展开更多

关键词 远距离逆行轨道 分岔 多周期轨道 数值延拓 轨道稳定性

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