一种静止轨道卫星变轨策略优化方法

文档序号:4139904
专利名称:一种静止轨道卫星变轨策略优化方法
技术领域
本发明涉及一种静止轨道卫星变轨策略优化方法。
背景技术
静止轨道卫星变轨策略设计属于轨道机动类问题的一种,在数学上可采用极大值极小值方法来求解,或者划为非线性规划类问题,采取相应的算法求解。根据实际情况,非线性规划问题有多种算法,一般可以采用穷举法,它的特点是简单、但是比较费时、计算量大的一种算法,它的缺点是需要采样点足够密集才能找到比较精确的全局最优解,而且当函数的性质不够清楚的时候难以定出合理的采样范围和采样密度,另外当需要优化的参数增多时,计算量会迅速增大。

发明内容
本发明的技术解决问题是克服现有技术的不足,提供一种静止轨道卫星变轨策略优化方法,合理确定变轨策略设计的各个约束条件,以减少变轨策略设计过程中的人工干预以及计算时间和计算量。本发明的技术解决方案是一种静止轨道卫星变轨策略优化方法,步骤如下(1)确定卫星从当前轨道出发到目标轨道所需要的变轨次数n,具体通过如下步骤进行(1. 1)通过公式
权利要求
1. 一种静止轨道卫星变轨策略优化方法,其特征在于步骤如下(1)确定卫星从当前轨道出发到目标轨道所需要的变轨次数n,具体通过如下步骤进行(1. 1)通过公式
2.根据权利要求1所述的静止轨道卫星变轨策略优化方法,其特征在于所述从第i 次变轨后的轨道出发到达目标轨道所需推进剂通过如下方式计算(2. 1)通过公式
3.根据权利要求1所述的静止轨道卫星变轨策略优化方法,其特征在于所述步骤 (2. 2)中对于超同步转移轨道末次远地点变轨,发动机熄火条件an,由超同步转移轨道参数计算得到,具体过程为=、ρ其中ρ为地球赤道半径,h。
4.根据权利要求1所述的静止轨道卫星变轨策略优化方法,其特征在于所述步骤 (2. 3)中在约束条件下,根据ApA^apC^Ai和&确定余下的变轨熄火条件及漂移圈数, 具体过程为由λ 0>qi可确定λ工,由λ 可确定λ 2,根据 与an,的差值大小并结合漂移圈数确定原则来确定%,由λ 2、%可确定q2,依此类推,确定第一次变轨和最后一次远地点变轨之间的各次变轨熄火条件和漂移圈数。
5.根据权利要求1所述的静止轨道卫星变轨策略优化方法,其特征在于所述步骤(4) 中对第2次变轨熄火条件进行调整通过如下方式进行由Δ; = Δ;Ι 2、力2 = ;12+么;[计算调整后的经度漂移率力2油;i’2根据r = (36o-;i’2)/^ 计算轨道周期Τ,ωΕ为地球自传角速度,i2为第二次变轨结束后的经度漂移率;最后将T代入屮中计算调整后第二次变轨的熄火条件 。
全文摘要
一种静止轨道卫星变轨策略优化方法,一是确定变轨次数、变轨圈次及各次变轨的控制量;二是确定各次变轨的时间和推力方向。目前静止轨道卫星的发射过程通常是,首先由运载火箭将卫星发射到一个带有倾角的大椭圆转移轨道,然后通过卫星自身所带的液体发动机进行若干次远/近地点变轨,转移至地球同步轨道,最后通过轨道倾角修正和圆化实现静止轨道。从转移轨道经过若干次远/近地点变轨实现静止轨道对卫星而言操作比较复杂,因此变轨次数一般不宜设置过多,以免增加变轨的复杂性和风险;另一方面,考虑到卫星的液体发动机能力以及变轨期间的弧段损失等因素,变轨次数也不宜太少。
文档编号B64G1/10GK102424116SQ201110409628
公开日2012年4月25日 申请日期2011年12月8日 优先权日2011年12月8日
发明者侯芬, 刘建功, 吕红剑, 杨凌轩, 石明, 经姚翔 申请人:中国空间技术研究院
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