航天器交会两点边界值问题 被引量：14

1

作者 朱仁璋 蒙薇 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第6期1182-1186,共5页

从绝对运动和相对运动两方面讨论近地空间航天器交会中的两点边界值问题。其中,绝对运动涉及多圈Lambert问题,以Lagrange时间方程为研究工具,而相对运动Lambert问题应用C-W线性解。对圆轨道之间的双冲量转移,给定转移角与转移时间,研究... 从绝对运动和相对运动两方面讨论近地空间航天器交会中的两点边界值问题。其中,绝对运动涉及多圈Lambert问题,以Lagrange时间方程为研究工具,而相对运动Lambert问题应用C-W线性解。对圆轨道之间的双冲量转移,给定转移角与转移时间,研究最小变轨速度增量所对应的转移圈数与轨道参数的求解方法,提出满足最小变轨速度增量要求的多圈转移的工程图解法,并从工程应用出发,在飞行时间约束下,按最小速度增量要求,阐述航天器交会两点之间飞行轨道(轨迹)设计方法。这种方法将飞行轨迹划分为初始漂移段、轨道转移段与终端停泊段三部分,应用两点边界值问题的解,选择两次冲量机动时刻,使速度增量之和最小。模拟算例表明,这种方法对航天器交会设计是适用的、有效的。 展开更多

关键词 lambert问题 Lagrange时间方程 C-W方程 空间交会

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J2项摄动下的Lambert问题算法研究 被引量：6

2

作者 张锦绣 曹喜滨 +1 位作者 张刘 林晓辉 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期6-9,共4页

提出了一种基于J2摄动下Lambert问题的算法.首先采用Battin方法解二体情况下Lambert问题,并通过解析轨道理论计算出J2摄动影响下的卫星实际位置,从而得到目标位置与实际位置的偏差,以此偏差来调整二体情况下Lambert问题的目标位置,从而... 提出了一种基于J2摄动下Lambert问题的算法.首先采用Battin方法解二体情况下Lambert问题,并通过解析轨道理论计算出J2摄动影响下的卫星实际位置,从而得到目标位置与实际位置的偏差,以此偏差来调整二体情况下Lambert问题的目标位置,从而实现在J2摄动下的Lambert问题的求解.该算法计算模型简单,计算量较小,变轨精度较高,可大幅度降低星载计算机的计算量,适于星上自主变轨使用. 展开更多

关键词 lambert问题 J2摄动 Battin方法 解析轨道理论

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基于Lambert转移的虚交点轨道拦截优化 被引量：5

3

作者 魏鹏涛 雷刚 +1 位作者 郭洪娜 王明海 《飞行力学》 CSCD 北大核心 2012年第6期556-559,共4页

空间拦截要求进行拦截轨道优化,实现时间和能量最优。针对异面冲量拦截能量消耗大的现状,提出了在虚交点进行拦截的方式。应用普适变量法解决Lambert问题,从而实现拦截轨道的优化。与异面拦截相比,虚交点拦截不需要改变轨道面就可实现拦... 空间拦截要求进行拦截轨道优化,实现时间和能量最优。针对异面冲量拦截能量消耗大的现状,提出了在虚交点进行拦截的方式。应用普适变量法解决Lambert问题,从而实现拦截轨道的优化。与异面拦截相比,虚交点拦截不需要改变轨道面就可实现拦截,节省了能量。通过STK对拦截过程进行了仿真,证明了该拦截方式的可行性。 展开更多

关键词 空间拦截 虚交点 lambert问题 拦截轨道

原文传递

萤火一号火星探测器的轨道设计和STK仿真 被引量：4

4

作者 杜兰 张浚哲 +1 位作者 王丹丹 韩雪锋 《测绘科学技术学报》 北大核心 2009年第4期235-237,共3页

研究了行星际轨道的基本设计参数和设计方法。首先介绍了Lambert问题及其对基本设计参数的求解，然后利用Lambert问题解生成的PCP图搜索了全局最优的2009～2010年发射窗口，并利用卫星软件工具包（STK）模拟了萤火一号（YH-1）在复杂力... 研究了行星际轨道的基本设计参数和设计方法。首先介绍了Lambert问题及其对基本设计参数的求解，然后利用Lambert问题解生成的PCP图搜索了全局最优的2009～2010年发射窗口，并利用卫星软件工具包（STK）模拟了萤火一号（YH-1）在复杂力模型下主要飞行轨道的全过程。计算和仿真结果表明，Lambert问题解与STK相结合，可以有效地建立行星际飞行的复杂设计轨道。 展开更多

关键词 行星际轨道 lambert问题 PCP图 卫星软件工具包 萤火一号

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J_2项摄动影响下的大气层外弹道规划改进算法 被引量：4

5

作者 魏倩 蔡远利 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第9期1245-1251,共7页

针对只限制飞行器始/终点位置和飞行时间两项约束条件的大气层外弹道规划问题,提出了一种考虑地球J_2项引力摄动的Lambert改进制导算法.根据经典Lambert制导理论确定中心力场假设条件下满足约束条件的标准弹道轨迹,然后与考虑地球扁率... 针对只限制飞行器始/终点位置和飞行时间两项约束条件的大气层外弹道规划问题,提出了一种考虑地球J_2项引力摄动的Lambert改进制导算法.根据经典Lambert制导理论确定中心力场假设条件下满足约束条件的标准弹道轨迹,然后与考虑地球扁率条件下的实际弹道轨迹相对比,得到基于轨道参数的弹道偏差解析解.通过设计一种计及J_2项引力摄动的虚拟目标点预测模型并补偿摄动偏差,将引力摄动影响下的轨道规划问题重新转化到二体理论Lambert制导下讨论.与现有的摄动修正方法相比较,考虑6个独立变量影响的预测模型修正算法能够全面完整地反应出轨道参数对于轨道偏差的影响.同时,基于椭圆轨道参数的预测模型具有鲁棒性强、计算精度高以及计算速度快等优点. 展开更多

关键词 J2项摄动 预测模型 椭圆轨道参数 弹道偏差 lambert问题

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基于解析梯度的经典Lambert问题迭代求解方法 被引量：2

6

作者 张世杰 聂涛 +1 位作者 赵亚飞 段晨阳 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期316-324,共9页

针对现有求解模型复杂、收敛速度慢等问题,在将经典Lambert转移问题转化为超越方程的基础上,提出一种基于解析梯度的Lambert问题迭代求解算法。选择转移轨道的真近点角为迭代变量,导出转移时间关于真近点角的解析梯度,构造一种基于解析... 针对现有求解模型复杂、收敛速度慢等问题,在将经典Lambert转移问题转化为超越方程的基础上,提出一种基于解析梯度的Lambert问题迭代求解算法。选择转移轨道的真近点角为迭代变量,导出转移时间关于真近点角的解析梯度,构造一种基于解析梯度的牛顿迭代算法,降低了算法计算复杂度。理论分析表明该算法具有二阶以上的收敛速度。依据偏心率向量与转移轨道形状的关系,通过几何方法分析得到转移轨道在初始位置处的速度约束条件,推导转移轨道真近点角的最大值和最小值的解析表达式,并采用线性插值方法确定迭代初值,进一步提高了迭代算法的收敛速度。数学仿真结果表明在各种转移条件下算法均能快速收敛,采用所给出的初值选取方法初值确定精度高,进而能够加快收敛速度,而与较割线法相比较收敛速度快、计算量小,验证了所提出算法的有效性。 展开更多

关键词 轨道转移 lambert问题 真近点角 解析梯度 牛顿迭代算法

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Lambert问题的改进算法 被引量：2

7

作者 魏倩 蔡远利 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 2016年第7期1339-1344,共6页

针对固定时间轨道转移的Lambert问题,提出一种航迹角迭代法改进求解策略.通过引入双三次样条插值函数,构造出关于转移时间、位置矢量以及初始航迹角的二维拟合函数;然后利用此构造函数重新定义初始迭代值,用于提高迭代效率.通过假设检... 针对固定时间轨道转移的Lambert问题,提出一种航迹角迭代法改进求解策略.通过引入双三次样条插值函数,构造出关于转移时间、位置矢量以及初始航迹角的二维拟合函数;然后利用此构造函数重新定义初始迭代值,用于提高迭代效率.通过假设检验和仿真对比实验,改进的航迹角迭代法与经典方法相比较,具有迭代效率高、运算速度快等优点. 展开更多

关键词 lambert问题 航迹角迭代法初始值 双三次样条 拟合函数

原文传递

基于多冲量能耗估算的小推力任务窗口搜索 被引量：1

8

作者 蒋小勇 张洪波 汤国建 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 2014年第4期1-7,38,共8页

针对小推力轨道设计中任务窗12参数具有范围跨度大、非连续性强、对设计结果影响显著等特点，提出了一种基于多冲量能耗估算的任务窗口搜索方法。该方法基于多冲量轨道和小推力轨道的能耗一致性，先由朗伯特两冲量轨道经过数次迭代扩展... 针对小推力轨道设计中任务窗12参数具有范围跨度大、非连续性强、对设计结果影响显著等特点，提出了一种基于多冲量能耗估算的任务窗口搜索方法。该方法基于多冲量轨道和小推力轨道的能耗一致性，先由朗伯特两冲量轨道经过数次迭代扩展快速获得多冲量轨道，再通过多冲量轨道能耗估算对任务区间进行全局栅格搜索，最终得到任务窗口的可行区域。仿真结果表明：1）该方法同时适用于交会和飞越任务；2）同朗伯特两冲量相比，它与小推力轨道能耗的一致性更强；3）同Sims和Flanagan最优多冲量相比，计算时间缩短了1～2个量级，计算效率显著提高。地球一火星交会任务的仿真应用表明，该方法只需8．59S即可获得任务窗口的可行区域，进而快速给出小推力最优转移轨道，验证了该方法的有效性。 展开更多

关键词 多冲量 小推力 转移轨道 朗伯特问题 能耗估算 深空探测

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考虑摄动影响的连续推力轨道修正制导方法研究

9

作者 周姜滨 叶松 张华明 《航天控制》 CSCD 北大核心 2018年第4期19-22,共4页

为较好地消除在轨空间飞行器的轨道偏差,提出了一种考虑摄动影响的连续推力轨道修正制导方法。将轨道修正问题转换为二体假设条件下的兰伯特变轨问题,求解所需要的速度增量,考虑地球非球形引力、大气阻力、日月引力及太阳光压等摄动因... 为较好地消除在轨空间飞行器的轨道偏差,提出了一种考虑摄动影响的连续推力轨道修正制导方法。将轨道修正问题转换为二体假设条件下的兰伯特变轨问题,求解所需要的速度增量,考虑地球非球形引力、大气阻力、日月引力及太阳光压等摄动因素计算在与该速度增量等效的连续推力作用下空间飞行器的实际位置,利用实际位置与目标位置的偏差构造虚拟目标点,通过迭代计算给出连续推力轨道修正制导指令,空间飞行器接收并执行该指令进行轨道修正。仿真表明该轨道修正制导方法制导精度较高。 展开更多

关键词 连续推力 轨道修正 兰伯特问题 制导方法

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兰伯特方程的一种快速解法

10

作者 李云飞 刘林 《飞行器测控学报》 2009年第3期77-80,共4页

首先简要阐述了兰伯特方程的拉格朗日形式,进而根据超几何函数的连分数表达形式推导出无量纲转移时间对参数x的一、二阶导数。在此基础上,采用Halley迭代公式给出求解兰伯特方程的具体步骤。

关键词 兰伯特方程 Halley迭代法 超几何级数

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航天器交会中的Lambert问题 被引量：20

11

作者 朱仁璋 蒙薇 胡锡婷 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 2006年第6期49-55,共7页

应用Lagrange转移时间方程研究空间交会中的Lambert问题,包括经典Lambert问题(飞行弧段不足一圈的椭圆型轨道转移)与多圈Lambert问题(飞行圈数超过一圈的轨道转移),阐述转移轨道的几何特性与转移轨道类型,分析转移时间与转移轨道参数及... 应用Lagrange转移时间方程研究空间交会中的Lambert问题,包括经典Lambert问题(飞行弧段不足一圈的椭圆型轨道转移)与多圈Lambert问题(飞行圈数超过一圈的轨道转移),阐述转移轨道的几何特性与转移轨道类型,分析转移时间与转移轨道参数及变轨速度增量之间的关系。对航天器交会中常用的圆轨道之间的双冲量转移,给定转移角与转移时间,阐述最小变轨速度增量所对应的转移圈数与轨道参数的求解方法,提出满足最小变轨速度增量要求的轨道转移的图解法。对给定的初始分离角与交会时间,按最小变轨速度增量要求,确定航天器交会的初始漂移时间、双冲量轨道转移时间与终端停泊时间。 展开更多

关键词 lambert问题 航天交会 转移轨道

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大范围收敛的摄动Lambert问题新型解法:拟线性化-局部变分迭代法 被引量：4

12

作者 冯浩阳 岳晓奎 汪雪川 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第11期340-353,共14页

研究实时、高效、稳定性强的高性能空间轨道计算方法对于中国未来航天工程具有重大应用价值。针对强非线性系统的多维两点边值问题,提出了一种拟线性化-局部变分迭代法(QL-LVIM),通过拟线性化(QL)思想,将非线性两点边值问题转化为一系... 研究实时、高效、稳定性强的高性能空间轨道计算方法对于中国未来航天工程具有重大应用价值。针对强非线性系统的多维两点边值问题,提出了一种拟线性化-局部变分迭代法(QL-LVIM),通过拟线性化(QL)思想,将非线性两点边值问题转化为一系列具有一定迭代格式,并且成对出现的初值问题,进而通过局部变分迭代法(LVIM)对其进行求解。利用拟线性化的大范围收敛特性和局部变分迭代法的快收敛、高精度特性,该方法能够在较大的时间和空间尺度下快速精确获得摄动Lambert问题的初速度和转移轨道,其收敛域远大于传统的牛顿打靶法,为航天器轨道转移提供了一种简便高效、稳定性强的新型计算方法。在不同轨道情形下,与几类参考方法对比,结果表明本方法能够在计算效率方面实现大幅提升,并且能够在大范围内实现快速收敛。方法的有效性在地-月系三体问题中得到了进一步验证。 展开更多

关键词 摄动lambert问题 拟线性化法 局部变分迭代法 两点边值问题 三体问题

原文传递

航天器相对运动的两点边界值问题解析解 被引量：3

13

作者 苑云霞 岳晓奎 娄云峰 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 2011年第5期25-30,共6页

针对无摄椭圆轨道,推导了表示真实相对位置速度的状态转移矩阵,进而推导出了相对运动两点边界值问题的一阶解析解。所得结果不仅可指定转移时间、还可在时间范围内进行全局的燃料优化或在时间和燃料两者间折中;对于周期和非周期的相对... 针对无摄椭圆轨道,推导了表示真实相对位置速度的状态转移矩阵,进而推导出了相对运动两点边界值问题的一阶解析解。所得结果不仅可指定转移时间、还可在时间范围内进行全局的燃料优化或在时间和燃料两者间折中;对于周期和非周期的相对运动均适用。仿真结果表明此解的归一化精度达到10-6。进一步的仿真发现相对转移过程的燃料消耗会随目标轨道偏心率的增加而增加;随长半轴的增加而减少;随初始真近点角的增加呈现周期性变化;随着转移时间增加,燃料消耗的总趋势是减少的。 展开更多

关键词 椭圆轨道 相对运动 两点边界值 相对lambert问题 燃料优化 航天器

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基于Lambert问题的精确拦截与交会策略研究 被引量：7

14

作者 李栋林 黄福铭 《飞行力学》 CSCD 北大核心 2008年第2期57-59,共3页

Lambert交会问题的经典Gauss求解方法是建立在二体问题假设基础上的,不能满足实际空间任务需求。因此在考虑摄动影响的基础上,提出了一种修正方法,以实现精确拦截和交会,并通过仿真算例验证了该方法的正确性。

关键词 lambert问题 精确拦截和交会 Gauss问题 摄动 修正方法

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J2项摄动下的远程拦截耗尽关机中制导律设计 被引量：9

15

作者 呼卫军 王欢 周军 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第7期694-703,共10页

为实现远程高精度动能拦截,针对使用固态燃料发动机的拦截弹在强时间约束下的耗尽关机问题,本文设计一种基于通用能量管理(GEM)的闭环中制导律。该制导律首先考虑了地球非球形J2摄动项对弹道影响,改进Lambert问题求解算法,在小计算量的... 为实现远程高精度动能拦截,针对使用固态燃料发动机的拦截弹在强时间约束下的耗尽关机问题,本文设计一种基于通用能量管理(GEM)的闭环中制导律。该制导律首先考虑了地球非球形J2摄动项对弹道影响,改进Lambert问题求解算法,在小计算量的情况下修正了因地球扁率摄动在远程拦截长时段飞行过程中引起的需求速度求解偏差,将其精度提升一个数量级。然后在GEM基础上给出了一种能量调制角虚拟映射关系实现了能量调制初段指令平滑过渡,并改变近关机点推力定向策略解决了临近关机时指令发散问题。在制导过程中加速度计反馈环节的引入增强了对推进系统参数的鲁棒性。六自由度仿真表明,相比传统GEM制导律,该制导律精度更高,任务适应性强。 展开更多

关键词 通用能量管理(GEM) lambert问题 地球扁率 需求速度 虚拟映射

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包含引力辅助变轨的三体Lambert问题求解算法 被引量：6

16

作者 罗钦钦 韩潮 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期679-682,687,共5页

对包含引力辅助变轨的三体Lambert问题提出了一种数值求解算法,分为转移轨道初始设计和终值搜索两部分.采用伪状态理论,通过简单迭代求解高精度的转移轨道初始设计结果,在此基础之上,通过数值积分在更复杂的摄动环境中,计算精确的转移... 对包含引力辅助变轨的三体Lambert问题提出了一种数值求解算法,分为转移轨道初始设计和终值搜索两部分.采用伪状态理论,通过简单迭代求解高精度的转移轨道初始设计结果,在此基础之上,通过数值积分在更复杂的摄动环境中,计算精确的转移轨道和一二阶状态转移矩阵,并利用二阶微分修正算法搜索最终解.经过数值算例检验,这种方法具有较高的效率和鲁棒性,可以有效解决三体系统中引力辅助转移轨道的高敏感性问题. 展开更多

关键词 引力辅助 三体系统 lambert问题 伪状态 微分修正

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航天器轨道递推及Lambert问题计算方法综述 被引量：1

17

作者 冯浩阳 汪雪川 +1 位作者 岳晓奎 王昌涛 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第13期1-21,共21页

航天器轨道计算是航天动力学与控制领域的基础问题,未来空间任务对轨道计算的精度和实时性要求更高,研究新型高性能空间轨道计算方法对于中国未来航天工程具有重大应用价值。概述了空间轨道计算的研究背景,系统梳理了求解轨道递推问题和... 航天器轨道计算是航天动力学与控制领域的基础问题,未来空间任务对轨道计算的精度和实时性要求更高,研究新型高性能空间轨道计算方法对于中国未来航天工程具有重大应用价值。概述了空间轨道计算的研究背景,系统梳理了求解轨道递推问题和Lambert问题的各类方法,介绍了各类方法的求解思想和优缺点,对轨道计算方法的发展趋势进行展望,为具体任务中轨道计算方法的选取提供参考,也为新型高性能空间轨道计算方法的设计提供启发。 展开更多

关键词 轨道递推 lambert问题 打靶法 伪谱法 配点法 边值问题 有限差分法

原文传递

天基光学空间目标监测的初轨确定 被引量：1

18

作者 赵柯昕 甘庆波 刘静 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期262-272,共11页

针对天基空间目标光学监测时初轨确定(IOD)困难的问题,讨论了计算结果收敛到平凡解的本因,提出了消去平凡解的改进定轨流程。通过构建Laplace初轨确定方法的八次方程,分析了空间目标处于不同相对位置时方程系数和根的性质之间的关系。... 针对天基空间目标光学监测时初轨确定(IOD)困难的问题,讨论了计算结果收敛到平凡解的本因,提出了消去平凡解的改进定轨流程。通过构建Laplace初轨确定方法的八次方程,分析了空间目标处于不同相对位置时方程系数和根的性质之间的关系。针对传统Laplace型初轨确定方法收敛到观测平台轨道的现象,给出了平凡解的数学表征和数值验证并提出了消除方法。由于基于Lambert问题利用距离搜索的初轨确定方法进行天基目标监测时对初值相对敏感,利用平凡解消除方法对Gooding法进行了改造,提出了一种适用于天基空间目标初轨确定的方法与流程。最后利用低轨目标监测的实测数据和高轨目标监测的仿真数据对方法进行了验证。结果表明本方法可有效解决平凡解和初值敏感问题,方法具有收敛速度快、精度可靠的特点,且具有普适性,易于理解,便于推广。 展开更多

关键词 天基 空间目标监测 初轨确定 平凡解 lambert问题

原文传递

采用二次修正的立方星拦截仿真研究

19

作者 林思颖 康国华 +1 位作者 魏建宇 田士瑛 《航天控制》 CSCD 北大核心 2023年第1期67-73,共7页

针对空间攻防背景下立方星拦截问题,提出了一种Lambert求解与C-W方程结合的以燃料-时间为约束的拦截轨道快速设计方法。该方法首先在Lambert求解框架下,以燃料和拦截时间为限,建立了立方星转移时间与速度增量的模型,生成了初始拦截轨道... 针对空间攻防背景下立方星拦截问题,提出了一种Lambert求解与C-W方程结合的以燃料-时间为约束的拦截轨道快速设计方法。该方法首先在Lambert求解框架下,以燃料和拦截时间为限,建立了立方星转移时间与速度增量的模型,生成了初始拦截轨道;随后根据末端拦截精度需求,通过C-W方程进行末段导引,施加二次脉冲,对拦截轨道末端进行误差修正,使得最终误差可以满足任务要求。最后通过GMAT构建的轨道力学环境,在Matlab算法驱动下进行联合仿真验证,分析表明该算法在燃料和时间的共同约束下可获得一条优化轨道,并能兼顾末端拦截精度,具有工程借鉴意义。 展开更多

关键词 轨道拦截 lambert问题 轨道摄动 可视化仿真 立方星

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UKF参数估计在三体Lambert问题中的应用 被引量：3

20

作者 张洪礼 罗钦钦 韩潮 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期228-233,共6页

为了快速精确地求解三体Lambert问题,提出了一种新的基于无损卡尔曼滤波(UKF)参数估计的数值求解算法,该算法由初值猜测和精确解求解两部分组成.首先,基于地月系统二体模型,通过简单迭代求解三体Lambert问题的初值.然后,将三体Lambert... 为了快速精确地求解三体Lambert问题,提出了一种新的基于无损卡尔曼滤波(UKF)参数估计的数值求解算法,该算法由初值猜测和精确解求解两部分组成.首先,基于地月系统二体模型,通过简单迭代求解三体Lambert问题的初值.然后,将三体Lambert问题对应的两点边值问题转化为参数估计问题,通过UKF滤波算法求解,可得到收敛的精确解.该算法是基于概率估计理论的,不仅避免了传统数值方法推导相关梯度矩阵的复杂性,而且降低了三体Lambert问题对初值精确度的要求,从而显著降低了三体Lambert问题求解的难度.数值仿真表明,该方法求解效率较高,具有良好的鲁棒性,与微分修正算法、二阶微分修正算法对比具有更大的收敛域. 展开更多

关键词 三体系统 lambert问题 两点边值问题 无损卡尔曼滤波 参数估计

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