基于Lambert问题的精确拦截与交会策略研究 被引量：7

1

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

2

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

3

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

4

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

5

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

6

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

7

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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月地转移轨道快速设计方法 被引量：3

8

作者 郑爱武 周建平 刘勇 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期344-349,共6页

月地转移轨道设计一般分为初步轨道设计和精确轨道设计.其中,初步轨道设计的准确性是确保后续精确轨道设计收敛的关键.提出了一种基于Lambert算法的月地转移轨道快速设计方法.以出月球影响球的时刻、位置和速度为中间变量,将轨道分为地... 月地转移轨道设计一般分为初步轨道设计和精确轨道设计.其中,初步轨道设计的准确性是确保后续精确轨道设计收敛的关键.提出了一种基于Lambert算法的月地转移轨道快速设计方法.以出月球影响球的时刻、位置和速度为中间变量,将轨道分为地心段和月心段分别进行计算.将探测器飞出月球影响球至指定再入点的地心段轨道简化为一个Lambert问题进行求解,提出了通过牛顿迭代法求解月地转移轨道Lambert问题的方法,避免了Lambert问题求解时大量的超几何函数和级数计算,提高了计算效率.在月心段轨道的快速计算中,提出了根据探测器出影响球速度矢量、月球停泊轨道倾角和近月点高度计算月心双曲线轨道根数的新方法.通过迭代计算,使得两段轨道在月球影响球处的位置和速度连续,从而获得一条完整的满足两端约束的双二体月地转移轨道.该方法计算速度快,精度相对较高.计算结果可以作为后续精确轨道设计的初值. 展开更多

关键词 月地转移轨道 lambert问题 双二体模型 牛顿迭代法

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月面远程运输飞行轨迹优化设计 被引量：2

9

作者 朱小龙 马剑 +1 位作者 刘强 高扬 《载人航天》 CSCD 2015年第1期75-82,共8页

针对月球表面不同区域之间的载人或载货运输问题,设计了一种基于上升-巡航-下降模式的燃料最省飞行轨迹。首先通过求解不同飞行时间的Lambert问题确定了最佳飞行时间,并获得了对应的双脉冲解,然后利用有限推力替代两次速度脉冲,建立了... 针对月球表面不同区域之间的载人或载货运输问题,设计了一种基于上升-巡航-下降模式的燃料最省飞行轨迹。首先通过求解不同飞行时间的Lambert问题确定了最佳飞行时间,并获得了对应的双脉冲解,然后利用有限推力替代两次速度脉冲,建立了非线性规划问题,求解得到了有限推力燃料最省飞行轨迹。优化设计过程中主要研究了两个主要难点:bang-bang控制与飞行高度约束。这两个问题通过推力加速度与飞行时间的数值延拓得以解决,同时揭示了月面飞行的基本原理。最后给出了3种不同应用场景的仿真算例,仿真结果表明,当飞行时间为小时量级时,上升-巡航-下降飞行模式下的优化解即为燃料最优解,如果飞行距离较远,则还需要适当增加飞行时间从而满足飞行高度约束。 展开更多

关键词 月面飞行 轨迹优化 燃料最省 lambert问题 BANG-BANG控制 数值延拓

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考虑J2项摄动的Lambert问题状态空间摄动解析近似法 被引量：2

10

作者 李兆亭 张洪波 郑伟 《航天控制》 CSCD 北大核心 2018年第4期52-58,共7页

针对Lambert转移轨道在考虑J2项摄动时终端位置偏差大的问题,提出了一种基于状态空间摄动法的初始速度修正方法。该方法中初始脉冲速度的主要部分根据二体Lambert变轨原理计算,J2项摄动的修正部分根据状态空间摄动法解析计算。为求得修... 针对Lambert转移轨道在考虑J2项摄动时终端位置偏差大的问题,提出了一种基于状态空间摄动法的初始速度修正方法。该方法中初始脉冲速度的主要部分根据二体Lambert变轨原理计算,J2项摄动的修正部分根据状态空间摄动法解析计算。为求得修正量,在当地水平坐标系中建立线性化摄动运动方程,并令线性系统的零输入响应和零状态响应在终端点处相互抵消,从而得到解析解。通过数值仿真验证了该方法的有效性,J2项摄动条件下的终端位置精度能够满足一般的任务要求,但其位置精度受转移时间影响较大。 展开更多

关键词 状态空间摄动法 lambert问题 J2项摄动 解析解法

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考虑初始相位角影响的空间飞越发射窗口研究 被引量：1

11

作者 李人杰 陈杨 向开恒 《现代防御技术》 2018年第3期171-176,183,共7页

为了研究空间飞越问题中发射窗口的计算方法,并分析不同初始相位角对发射窗口的影响,首先研究了Lambert问题的普适变量解法,在此基础上,分析了空间飞越任务的流程与时序,提出了一种考虑初始相位角影响的、满足燃料消耗与飞越时间约束的... 为了研究空间飞越问题中发射窗口的计算方法,并分析不同初始相位角对发射窗口的影响,首先研究了Lambert问题的普适变量解法,在此基础上,分析了空间飞越任务的流程与时序,提出了一种考虑初始相位角影响的、满足燃料消耗与飞越时间约束的发射窗口计算方法,该方法能够得出不同初始相位角条件下的发射窗口长度和区间。仿真结果表明,所提出的方法切实有效,可以为空间飞越轨道规划与设计提供理论依据和参考。 展开更多

关键词 空间飞越 初始相位角 发射窗口 共面轨道 lambert问题 普适变量法

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双二体几何切面法及天梯地月转移轨道分析

12

作者 童科伟 程炳琳 汪小卫 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期21-29,共9页

双二体模型是求解地月转移轨道的重要基础。与传统的采用月球影响球入口点经纬度的描述方式不同,本文提出一种基于飞行轨道面参数来描述地月转移轨道的双二体模型几何表达方式,结合一维非线性方程求根算法Brent算法和Lambert原理,将原... 双二体模型是求解地月转移轨道的重要基础。与传统的采用月球影响球入口点经纬度的描述方式不同,本文提出一种基于飞行轨道面参数来描述地月转移轨道的双二体模型几何表达方式,结合一维非线性方程求根算法Brent算法和Lambert原理,将原始三维球面搜索算法降维成为二维圆上的搜索算法,可以高效求解地月转移轨道的形状参数。为避免重复计算,将转移轨道窗口计算的轨道多变量搜索问题解耦分解成两个子问题——转移轨道形状参数求解问题和转移轨道面空间定向问题,降低了问题的求解维度。形成两级并行计算算法,充分发挥多核计算机算力,加速计算过程。仿真结果表明,基于提出的并行圆锥曲线几何切面法,可以成功应用于计算天梯地月转移轨道分析。 展开更多

关键词 地月转移轨道 双二体模型 lambert问题 天梯 并行计算

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考虑观测的双冲量最优交会研究 被引量：1

13

作者 杨雪榕 梁加红 《飞行器测控学报》 2010年第1期68-72,共5页

针对跟踪星主动交会目标星的轨道转移问题,给出了考虑观测的双冲量最优交会迭代算法。首先对考虑观测的轨道交会问题进行了分析,给出了椭圆转移轨道的存在性判定方法。在此基础上,给出了基于粒子群的优化求解方案。经过对两异面椭圆轨... 针对跟踪星主动交会目标星的轨道转移问题,给出了考虑观测的双冲量最优交会迭代算法。首先对考虑观测的轨道交会问题进行了分析,给出了椭圆转移轨道的存在性判定方法。在此基础上,给出了基于粒子群的优化求解方案。经过对两异面椭圆轨道转移问题的仿真解算,求得了最优交会轨道,验证了算法的正确性。该研究成果可作为工程应用的有益参考,并为其他带约束的轨道交会优化问题提供可行的求解方案。 展开更多

关键词 轨道交会 lambert问题 地面观测 粒子群算法 优化

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基于偏心率向量含约束多圈Lambert问题

14

作者 黄英志 泮斌峰 唐硕 《西北大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2014年第1期23-30,共8页

讨论了带工程约束条件的多圈Lambert轨道问题。基于Lambert问题中偏心率向量沿转移弦线不变性,使用偏心率向量的横向分量作为解算的迭代变量,分析了工程约束函数的特性,并根据约束函数特性,直接从多圈Lambert问题的多个解中解算出满足... 讨论了带工程约束条件的多圈Lambert轨道问题。基于Lambert问题中偏心率向量沿转移弦线不变性,使用偏心率向量的横向分量作为解算的迭代变量,分析了工程约束函数的特性,并根据约束函数特性,直接从多圈Lambert问题的多个解中解算出满足约束条件的解,避免了后期的比较筛选。提出的方法,求解次数更少,解算过程更为直接,最后给出的数值算例验证了方法的准确性与有效性。 展开更多

关键词 多圈lambert问题 约束条件 转移轨道 数值积分

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月地转移轨道中应急调整异面着陆场的轨道控制及优化方法

15

作者 冯飞 张雅声 张安理 《空间控制技术与应用》 CSCD 北大核心 2018年第2期8-13,共6页

针对月地返回轨道周期较长、不确定性较大的特点,结合我国主、副着陆场的分布情况,提出一种通过在月地返回轨道中实施双脉冲机动,以实现在应急条件下将再入平面调整至原再入平面以外的异面再入落区方法.应用一种迭代算法实现了在月地系... 针对月地返回轨道周期较长、不确定性较大的特点,结合我国主、副着陆场的分布情况,提出一种通过在月地返回轨道中实施双脉冲机动,以实现在应急条件下将再入平面调整至原再入平面以外的异面再入落区方法.应用一种迭代算法实现了在月地系统复杂引力场中求解Lambert问题的精确解;而后,结合最优的必要性判定条件以及模拟退火算法,应用一种交互式脉冲优化方法,可求得双脉冲机动的最优解为0.025 2 km/s,满足工程实际约束. 展开更多

关键词 月球返回 落区调整 lambert问题 交互式优化方法

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地月系L1点低能耗探月轨道设计

16

作者 于亮 杜兰 许君 《测绘科学技术学报》 北大核心 2012年第1期28-32,共5页

利用三体问题平动点附近存在的流形实现低能耗轨道转移是当前飞行动力学研究中的热点。由于三体问题没有严格的解析解,因此往往采用数值算法来设计轨道。这种方法计算量大,耗费大量的时间和资源。在已有理论的基础上,这里提出了一种基... 利用三体问题平动点附近存在的流形实现低能耗轨道转移是当前飞行动力学研究中的热点。由于三体问题没有严格的解析解,因此往往采用数值算法来设计轨道。这种方法计算量大,耗费大量的时间和资源。在已有理论的基础上,这里提出了一种基于二体模型和三体模型相结合的轨道设计方法,在相空间中实现轨道的加速匹配与搜索,提高整个设计过程的效率。最后,利用该方法实现了一条从月球驻留轨道到地月系L1点Halo轨道的低能耗转移轨道。仿真结果表明,该方法是高效和可靠的。 展开更多

关键词 平动点 流形 轨道设计 lambert问题 遗传算法

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基于地球引力变轨的日冕探测器轨道设计 被引量：1

17

作者 高长生 郑建华 +1 位作者 荆武兴 吴霞 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第6期1152-1156,共5页

研究了相对黄道面有一定倾角的探测器轨道设计的问题。以金星借力轨道设计为例,分析了轨道偏心率与轨道倾角增量之间的关系。根据C3匹配原理搜索了“地球-中间天体-地球”多天体交会的发射窗口。最后,设计了与地球轨道周期相等的三次地... 研究了相对黄道面有一定倾角的探测器轨道设计的问题。以金星借力轨道设计为例,分析了轨道偏心率与轨道倾角增量之间的关系。根据C3匹配原理搜索了“地球-中间天体-地球”多天体交会的发射窗口。最后,设计了与地球轨道周期相等的三次地球借力轨道,该轨道倾角可以达到黄纬30°以上。理论分析及仿真结果表明:基于地球引力设计此类轨道时,应采用多天体交会方案,才能既保证地球逃逸能量低,又保证首次飞入地球影响球前轨道偏心率较大的双重指标;同时应采用多次地球借力方案,该方案具有每次借力后轨道偏心率逐渐减小的特点,当其减小到零时,再次借力后轨道倾角不会继续增加。 展开更多

关键词 借力飞行 轨道设计 多天体交会 兰伯特问题

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基于金星借力的黄道面外日冕探测器轨道设计

18

作者 李涧青 高长生 +1 位作者 郑建华 荆武兴 《上海航天》 2014年第6期22-25,72,共5页

针对向太阳高纬发射日冕探测器科学任务,对借金星引力探测器轨道设计进行了研究。用圆锥曲线拼接法给出了地球逃逸轨道参数中的升交点赤径和近地点幅角的解析解,保证了快速设计轨道。分析数组飞往金星的日心过渡轨道发现:首次飞入金星... 针对向太阳高纬发射日冕探测器科学任务,对借金星引力探测器轨道设计进行了研究。用圆锥曲线拼接法给出了地球逃逸轨道参数中的升交点赤径和近地点幅角的解析解,保证了快速设计轨道。分析数组飞往金星的日心过渡轨道发现:首次飞入金星影响球前探测器日心轨道偏心率较大,是保证多次借金星引力提高倾角的关键;当探测器日心轨道偏心率接近零时,借力后轨道倾角不会继续提高。设计了与金星轨道周期相等的三次金星借力轨道,倾角最终达到黄纬20°以上。 展开更多

关键词 轨道设计 兰伯特问题 借力飞行 日冕探测器

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绕月应急返回轨道的两参数设计

19

作者 董畑姗 韩潮 《中国空间科学技术》 CSCD 北大核心 2023年第6期91-99,共9页

对于载人月球探测任务,绕月应急返回轨道是地月转移末端保障航天员安全的重要途径。针对绕月应急返回轨道高非线性和高灵敏性的特点,通过引入近月点高度和近月点转移时间两个参数,提出了一种基于伪状态理论和类Lambert问题的绕月应急返... 对于载人月球探测任务,绕月应急返回轨道是地月转移末端保障航天员安全的重要途径。针对绕月应急返回轨道高非线性和高灵敏性的特点,通过引入近月点高度和近月点转移时间两个参数,提出了一种基于伪状态理论和类Lambert问题的绕月应急返回轨道设计方法。该方法建立的模型简单高效,避免了传统方法对整个轨道设计过程的繁重数值迭代,实现了绕月中止轨道的快速高精度设计。利用所提出的两个参数的特点,进一步研究了两参数描述的固定应急点位置和基本再入约束下绕月应急返回轨道的所有可行解,给出了可行绕月应急返回轨道随设计参数变化的规律,并提供了基本约束下参数描述的可行绕月应急返回轨道的全局视图,可为载人月球探测任务顶层任务分析与设计提供参考。 展开更多

关键词 载人月球探测 绕月应急返回轨道 参数化设计 伪状态理论 类lambert问题

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载人小行星探测轨道设计 被引量：3

20

作者 武江凯 王开强 +2 位作者 张柏楠 白明生 李志海 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 2013年第1期1-6,14,共7页

文章应用Lambert理论对载人小行星探测的轨道进行设计。结合轨道设计的基本条件与假设,建立了基于Lambert问题的轨道模型,并进行了仿真验证,结果证明模型正确有效。采用该模型,以发射窗口在2045年编号为89136的载人探测小行星A为例,给... 文章应用Lambert理论对载人小行星探测的轨道进行设计。结合轨道设计的基本条件与假设,建立了基于Lambert问题的轨道模型,并进行了仿真验证,结果证明模型正确有效。采用该模型,以发射窗口在2045年编号为89136的载人探测小行星A为例,给出了轨道设计的结果,同时对不同的故障情况下任务中止轨道及其特性进行了分析,对探测器应急返回能力进行了探讨。 展开更多

关键词 载人探测 小行星 轨道设计 兰伯特问题 中止轨道

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