[发明专利]一种基于Cycler轨道的地月往返的任务仿真系统

摘要

本发明公开了一种基于Cycler轨道的地月往返的任务仿真系统，该系统能够对地球与月球之间往返的任务进行仿真，横跨了航天器轨道设计，航天器任务分析以及航天器动力学仿真等。本发明通过构建共振Cycler轨道模型、构建同宿Cycler轨道模型、多重打靶法轨道修正模块和Lambert转移轨道获取模块来对共振型Cycler轨道及同宿型Cycle轨道设计修正、Lambert转移轨道设计修正，发射交会窗口分析以及地月往返系统任务分析的技术问题。本发明系统在获得地月Cycler轨道时考虑了太阳引力摄动，并且运用多重打靶法得到近似周期Cycler轨道，与现有方法计算的周期Cycler轨道相比精度有所提高。

主权项

1.一种基于Cycler轨道的地月往返的任务仿真系统，其特征在于：该仿真系统包括有构建共振Cycler轨道模型(10)、构建同宿Cycler轨道模型(20)、多重打靶法轨道修正模块(30)和Lambert转移轨道获取模块(40)；所述构建共振Cycler轨道模型(10)第一方面依据CR3BP模型构建M_CR3BP动力学模型；第二方面采用BCM模型对所述的M_CR3BP动力学模型进行优化，得到M_BCM动力学模型；所述构建同宿Cycler轨道模型(20)依据BCM模型构建M_L动力学模型；所述多重打靶法轨道修正模块(30)第一方面采用多重打靶法分别对M_BCM进行修正，得到修正后的共振Cycler轨道动力学模型DM_BCM；第二方面对DM_BCM采用四阶龙格库塔法获得共振Cycler轨道SM_BCM；第三方面采用多重打靶法分别对M_L进行修正，得到修正后的同宿Cycler轨道动力学模型DM_L；第四方面对DM_L采用四阶龙格库塔法获得同宿Cycler轨道SM_L；所述Lambert转移轨道获取模块(40)第一方面采用高斯-全局变量复合算法对SM_BCM进行处理，得到第一套Lambert转移轨道SBCM={s1BCM,s2BCM,s3BCM,s4BCM};]]>第二方面采用微分修正算法对进行修正，得到第一套修正后的Lambert转移轨道DSBCM={ds1BCM,ds2BCM,ds3BCM,ds4BCM};]]>第三方面依据发射点纬度和白赤交角变化规律对SM_BCM进行发射窗口及交会窗口的分析，获取航天器发射和入轨的时机；第四方面采用高斯-全局变量复合算法对SM_L进行处理，得到第二套Lambert转移轨道第五方面采用微分修正算法对进行修正，得到第二套修正后的Lambert转移轨道第六方面通过比较地月往返任务的燃料消耗量、总飞行时间能够获知SM_BCM和SM_L轨道各自的优势，为小推力航天器的深空探测的地月往返任务提供优化设计指标。