[发明专利]在轨需求牵引的空间站后勤补给规划方法

说明书

本申请涉及一种在轨需求牵引的空间站后勤补给规划方法。所述方法获取在轨事件执行计划，并根据其得到每日物资消耗清单；根据空间站轨道动力学模型，计算规划周期内轨道维持机动的发生时间和用于轨道维持推进剂消耗量；根据在轨物资需求、预定空间站在轨初始库存、预定空间站在轨库存能力上限以及预定空间站在轨库存最低警戒值，确定每艘货船的最早、最晚补给时间和载货清单；根据每艘货船的最早、最晚补给时间，综合实际的发射窗口约束，确定货船发射方案。本发明以在轨需求为物资补给规划的依据，在很短的时间内以较小计算代价快速求得空间站后勤补给规划方案，具有计算效率高、方案针对性强、可同时满足多项约束、实际工程适用性好等优点。

技术领域

本申请涉及航天任务规划技术领域，特别是涉及一种在轨需求牵引的空间站后勤补给规划方法。

背景技术

空间站是一类可以在近地轨道长期运营，并支持数名航天员巡访、驻留，进行空间观测和微重力环境实验的综合性载人航天器。空间站运营任务规划是空间站长期运营,有效管理的关键技术。货船定期访问进行物资补给是支持空间站长期运营稳定，保障航天员在轨工作生活的基础。后勤补给规划是空间站运营任务规划中的一类典型问题，其目的是设计货船发射序列及物资装载方案。

现有方法仅对空间站后勤补给规划问题作单独分析研究，而没有考虑在轨事件执行方案与后勤补给之间的耦合关系。在轨事件定义为与空间站乘员在轨工作、生保相关的事宜，包括平台维护和维修、交会对接、航天员生命健康保障和科学实验与观测等。目前，还没有一种可以依据在轨事件执行需求对后勤补给进行规划的方法。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种以事件为牵引的快速空间站后勤补给规划方法，该方法以在轨事件需求为牵引进行货船发射序列和物资装载方案的规划，综合考虑了空间站在轨事件执行方案与后勤策略制定之间的耦合关系，可获得匹配在轨事件执行情况的后勤补给综合规划方案。

一种在轨需求牵引的空间站后勤补给规划方法，所述方法包括：

一种在轨需求牵引的空间站后勤补给规划方法，所述方法包括：

获取在轨事件执行计划和空间站在轨初始库存；并根据所述在轨事件执行计划得到每日物资消耗清单。

根据空间站轨道动力学模型，得到规划周期内轨道维持机动的发生时间和用于轨道维持的推进剂消耗量。

设置规划初始日为1，所述规划初始日是大于等于1小于等于规划周期总天数的整数；设置规划中货船序号为1，所述规划中货船序号是大于等于1小于等于货船总数的整数。

根据所述每日物资消耗清单、空间站在轨初始库存、预定空间站在轨库存能力上限、预定空间站在轨库存最低警戒值、轨道维持机动的发生时间以及用于轨道维持的推进剂消耗量，确定规划中货船的最早补给时间、最晚补给时间、推进剂装载量以及剩余可装载物资质量。

设置开始装载物资时间等于最晚补给时间。

自所述开始装载物资时间当天起逐日将每日物资消耗清单中的需求物资装载至规划中货船，直至规划中货船装满或需求物资已装载的时间超出所述规划周期总天数为止，得到规划中货船装载物资清单；若规划中货船装满，则根据规划中货船装载物资清单及推进剂装载量更新空间站在轨初始库存，更新所述规划初始日为所述规划中货船的最晚补给时间，更新规划中货船的序号，开始规划下一艘货船；若需求物资已装载的时间超出规划周期总天数，则规划结束。

根据每艘货船的最早补给时间、最晚补给时间以及发射窗口约束，确定每艘货船的实际发射日期。

在其中一个实施例中，获取在轨事件执行计划和空间站在轨初始库存；并根据所述在轨事件执行计划得到每日物资消耗清单；，还包括：

获取在轨事件执行计划和空间站在轨初始库存；

从所述在轨事件执行计划中提取出每日事件执行所需求的离散消耗类物资清单。