[发明专利]一种基于预测离轨点精度的自主允许离轨判断方法

说明书

本发明公开一种基于预测离轨点精度的自主允许离轨判断方法，包括：确定预测离轨时空点和离轨点精度位置门限，并上注给返回式飞行器；确定自主允许离轨判断的时机；在允许离轨判断时刻，获取返回式飞行器的赤惯系位置和赤惯系速度；计算允许离轨判断时刻瞬时轨道根数；计算预测离轨时刻的赤惯系位置；及基于所述预测离轨时刻的赤惯系位置和理论赤惯系位置自主进行判断。本发明中通过计算预测离轨时刻的赤惯系位置，及对预测离轨时刻的赤惯系位置和理论赤惯系位置误差值与离轨点精度位置门限的比较，实现自主允许离轨判断，能够满足测控资源有限的货运飞船允许离轨判断的不足，降低对地面测控资源和中继资源的依赖性。

技术领域

本发明涉及自主允许离轨判断方法。更具体地，涉及一种基于预测离轨点精度的自主允许离轨判断方法。

背景技术

返回式飞行器是指在太空执行完任务后，其整体或其中的一部分需再入地球稠密大气层并在地面安全着陆的飞行器。返回式卫星、载人飞船、航天飞机的轨道器以及采集月球或其他行星样品送回地球的深空探测器，都属于返回式飞行器。其中，航天飞机的轨道器为整体返回，返回式卫星、载人飞船等仅其返回舱具有返回功能。

返回式飞行器的允许离轨判断是指根据飞行器的当前状况判断是否满足离轨条件。飞行器的当前状况判断包括设备健康状态判断以及轨道状态判断，其中，设备健康状态一般是指飞行器的电量、推进剂量、导航设备的功能和性能的判断，该判断与飞行器的配置关系较大，不具有通用性；轨道状态判断一般是指飞行器的轨道误差是否满足飞行器的离轨机动能力要求，该判断方法与飞行器配置关系不大，具有一定的通用性，因此更具有研究意义。

在工程上，允许离轨判断一般分地面判断和航天员自主判断：

(1)地面判断是指地面人员根据飞行器的遥测下来的飞行器位置、速度等轨道信息，判断轨道根数偏离标称轨道根数的情况。若偏离过大，则认为轨道已经严重偏离标称轨道，无法按照原定的离轨时刻进行离轨。该方法的优点是对飞行器的计算能力要求小，且能够有效避免自主判断可能出现的误判情况。但是，该方法的缺点是对地面测控资源和中继资源的依赖性非常强，当地面测控站和中继资源较少时，遥测下来的轨道信息较少，会导致轨道预报精度较差，将可能会对轨道的偏离程度产生误导。

(2)航天员自主判断是指飞行器上的航天员根据当前的位置、速度等轨道信息，判断轨道根数偏离标称轨道根数的情况。若偏离过大，则认为轨道已经严重偏离标称轨道，无法按照原定的离轨时刻进行离轨。该方法的优点是对地面测控资源和中继资源的依赖性较弱，但其缺点是对航天员的依赖性较高。而且，对于货运飞船，该方法并不适用。

综上可知，传统的两种允许离轨判断方法对于测控资源或者航天员的依赖性很高，因此在使用上具有一定的局限性。特别地，在测控资源有限的货运飞船上，传统的允许离轨判断方法不再适用。

因此，针对现有技术无法满足测控资源有限的货运飞船允许离轨判断的不足，需要提供一种基于预测离轨点精度的自主允许离轨判断方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于预测离轨点精度的自主允许离轨判断方法，能够降低对于测控资源或者航天员的依赖性，满足测控资源有限的货运飞船允许离轨判断的要求。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种基于预测离轨点精度的自主允许离轨判断方法，该方法包括：

确定预测离轨时空点和离轨点精度位置门限，并上注给返回式飞行器；

确定自主允许离轨判断的时机；

在允许离轨判断时刻，获取返回式飞行器的赤惯系位置和赤惯系速度；

计算允许离轨判断时刻瞬时轨道根数；

计算预测离轨时刻的赤惯系位置；及