[发明专利]基于微分修正的深空探测器的轨道设计方法

摘要

基于微分修正的深空探测器的轨道设计方法，涉及深空探测器轨道设计领域，具体涉及基于微分修正的深空探测器的精确轨道设计方法。主要步骤：通过遗传算法或Pork Chop Plots法确定的深空探测器的轨道参数计算初值；根据控制参数为初值在精确动力学模型下进行轨道数值积分运算，求得终端参数值；计算得到的参数值与标准参数进行比较，获得参数偏差量，从而求得新的控制参数；利用新的控制参数重新对动力学模型进行轨道积分运算，得到新的终端参数值偏差；重复上述过程，直到终端参数满足精度要求。本发明将将偏导数矩阵分解成三部分，并给出了具体表达形式，计算得到新的轨道参数精度满足任务要求，本发明的偏导数矩阵适用于导航计算和误差分析等不同的需求。

主权项

1.一种基于微分修正的深空探测器的轨道设计方法，其特征在于：所述方法的具体过程为：步骤一、通过遗传算法或Pork Chop Plots法确定的深空探测器的轨道参数计算初值：主要包括地球逃逸轨道参数、标准参数(B_T0，B_R0，T_tof0)，选取地球逃逸轨道的轨道倾角i、轨道半径r_p、轨道初速v_p、升焦点赤经Ω和近地点幅角ω为控制参数；下角标“₀”表示值；步骤二、根据控制参数为初值在动力学模型下进行轨道数值积分运算，求得终端参数值，终端参数选取B平面参数(B_R、B_T)和到达时间T_tof；B平面定义为过火星体的质心并垂直于火星探测器进入渐近线的平面，即B平面垂直于火星探测器的无穷远速度方向，火星探测任务中轨道的目标参数采用B平面坐标系中的B平面参数，其B平面坐标系的原点选在火星中心，记探测器进入轨道渐近线方向的单位矢量为S轴，选取火星赤道的法线方向和的叉乘是T轴，R轴与S轴和T轴构成右手坐标系，即S=v∞||v∞||,T=S×N||S×N||,R=S×T]]>矢量B定义为火星质心指向探测器轨道与B平面交点，其参数选为其在T轴和R轴的分量，即B_T＝B·TB_R＝B·R步骤三、计算得到的参数值与标准参数进行比较，获得参数偏差量(ΔB_T，ΔB_R，ΔT_tof)，从而求得新的控制参数值；步骤四、利用新的控制参数值重新对动力学模型进行轨道积分运算，得到新的终端参数值偏差；步骤五、判断逐渐减小的偏差量是否满足精度要求，如果是结束运算，否则执行步骤二至步骤五，直到偏差量减小到满足精度要求。