[发明专利]沿飞行弹道扰动引力重构模型的网格尺寸参数优化方法

摘要

本发明提供一种沿飞行弹道扰动引力重构模型的网格尺寸参数优化方法，包括设计优化变量、构建目标函数、全球扰动引力逼近残差计算以及约束条件的确定几大步骤。该优化策略平衡了网格尺寸与逼近精度的对立关系，且优化过程中样本的生成考虑了不同高度下全球任意位置扰动引力的逼近效果，因此，可用于任意发射任务情况下沿飞行弹道扰动引力重构模型网格尺寸的快速计算。

主权项

1.一种沿飞行弹道扰动引力重构模型的网格尺寸参数优化方法，其特征在于：包括设计优化变量、构建目标函数、全球扰动引力逼近残差计算以及约束条件的确定；设计优化变量中优化变量如表达式1)：X＝[H_i,△r_i,△h_i,△f_i],i＝1,2,…,s    1)；其中：s表示划分的自由飞行段的高度层数；H_i为当前层高度；△r_i为网格沿地心矢量方向上的尺寸，称为径向长度；△h_i为网格沿二体轨道动量矩方向上的尺寸，称为横向长度；△f_i为网格截得的二体轨道地心角；根据优化变量构建目标函数中所构建的目标函数为表达式2)：max J＝△r·△h·△l    2)；其中：J为指标函数，△r和△h为当前高度层下网格的径向尺寸和横向尺寸，△l为网格截得的标准圆轨道弧长，即△l＝r·△f，r为当前高度对应的地心距，△f为当前高度层下网格截得的二体轨道地心角；全球扰动引力逼近残差计算通过表达式10)进行计算：其中：δg_j表示有限元重构模型计算出的扰动引力矢量与球谐函数计算出的扰动引力矢量之差的绝对值；g_r表示扰动引力矢量在地心矢径方向上的投影，g_e表示扰动引力矢量在正东方向上的投影，g_n表示扰动引力矢量在正北方向上的投影，g′_r表示由有限元重构模型计算得到的网格内任意点扰动引力在径向的分量，g′_e表示由有限元重构模型计算得到的网格内任意点扰动引力在东向的分量，g′_n表示由有限元重构模型计算得到的网格内任意点扰动引力在北向的分量；Q为一次优化迭代中总共需要计算的样本数；约束条件的确定具体是：约束条件采用表达式11)表示：△g_i＝m_i+3·σ_i≤ε_g    11)；其中：△g_i为扰动引力有限元重构模型逼近残差均值与其三倍均方差之和；m_i为第i层高度下扰动引力有限元重构模型计算残差的均值，均方差分别为和；σ_i为第i层高度下扰动引力有限元重构模型计算残差的均方差；ε_g为扰动引力有限元重构模型的容许误差。