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题名远距离逆行轨道的近距离编队轨道保持策略
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作者
敖海跃
杨驰航
石玉
张皓
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机构
中国科学院空间应用工程与技术中心
中国科学院大学航空宇航学院
北京控制工程研究所
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出处
《航空学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第22期264-280,共17页
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基金
中国科学院战略性先导科技专项(XDA30010200)。
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文摘
远距离逆行轨道(DRO)是地月空间中一族大尺度、绕月逆行的周期轨道,由于具有长期稳定和低能转移的优势,其已成为许多地月空间任务的潜在轨道。研究DRO上的近距离编队技术对于地月空间在轨服务等任务具有重要意义。由于导航误差和控制误差的存在,因此有必要研究DRO近距离相对运动的误差演化,并进行轨道保持策略的设计。首先,介绍了通过Floquet分解得到的DRO线性化相对运动的基础解集。然后,针对以周期解为基础的伴飞编队,分别采用柯西-格林张量和无迹变换对DRO伴飞编队进行了敏感性和安全性的分析,基于这些分析并且考虑工程约束,发现机动频率为每个周期2次且机动位置位于2个近月点处是较优的轨道保持方案。之后,分别基于相对轨迹跟踪和绝对相位偏置的思想给出了两种轨道保持算法。仿真结果显示,2种算法都能保证DRO近距离编队保持长期的安全性以及合理的构型。
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关键词
远距离逆行轨道(DRO)
圆型限制性三体问题
相对运动
误差演化
轨道保持
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Keywords
distant retrograde orbit(DRO)
circular restricted three-body problem
relative motion
uncertainty propagation
station keeping
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分类号
V412
[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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题名威胁小天体动能撞击防御误差演化分析
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作者
张高辇
李翔宇
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机构
北京理工大学宇航学院
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出处
《空间碎片研究》
CSCD
2023年第2期1-12,共12页
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基金
国家自然科学基金(No.12002028)
中国科协青年托举人才项目(NO.YESS20210296)
北京理工大学青年教师学术启动计划(XSQD-202101012)。
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文摘
部分近地小天体存在撞击地球的潜在风险,利用航天器动能撞击小天体实现轨道偏转是目前较为成熟的小天体防御方案,但在动能撞击过程中,撞击器的制导控制误差可能造成实际撞击小行星的位置与预定撞击位置的差异,进而造成小行星撞击后的速度改变量偏差,影响小行星防御任务的效果。为了定量地分析这种误差带来的影响,本文开展了小天体动能撞击误差演化分析研究。首先基于斜撞击模型,分析了撞击位置偏差对撞击后小行星速度增量变化的影响,然后利用状态转移张量(STT)分析了小行星从动能撞击后到其到达地球影响球时的状态误差演化情况,最后得出小行星到达地球附近时的终端位置速度散布情况。本文以动能撞击小行星Apophis为例进行仿真,结果表明在撞击制导位置误差3σ边界为15 m时,动能撞击5年后小行星到达地球近心点时的位置误差散布在10 km量级。
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关键词
状态转移张量(STT)
动能撞击
斜撞击
误差演化
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Keywords
state transfer tensor(STT)
kinetic impact
oblique impact
error evolution
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分类号
V11
[航空宇航科学与技术—人机与环境工程]
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