地球低轨道空间站往返月球的转移轨道设计 被引量：3

1

作者 高永飞 王兆魁 张育林 《载人航天》 CSCD 北大核心 2020年第3期269-277,共9页

围绕地球低轨道空间站约束下的地月往返转移任务,基于圆锥曲线拼接模型和兰伯特问题提出了该约束下的地月/月地转移轨道解析设计方法,并利用高精度动力学模型对初始轨道设计方法进行了验证;对中国空间站和国际空间站往返于月球的转移轨... 围绕地球低轨道空间站约束下的地月往返转移任务,基于圆锥曲线拼接模型和兰伯特问题提出了该约束下的地月/月地转移轨道解析设计方法,并利用高精度动力学模型对初始轨道设计方法进行了验证;对中国空间站和国际空间站往返于月球的转移轨道进行了特征分析,包括轨道转移窗口、速度增量、转移时间以及月固坐标系下的可达月球低轨道和出发月球低轨道。结果表明:中国空间站或国际空间站与月球低轨道之间的往返轨道转移窗口每月至少存在3个;空间站轨道倾角不影响速度增量与转移时间,且不影响可达月球低轨道或出发月球低轨道在月固坐标系下的轨道倾角-升交点经度分布;利用高精度动力学模型可有效针对轨道面约束下的初始轨道设计结果进行修正。 展开更多

关键词 地球低轨道空间站 地月转移 月地转移 高精度动力学模型验证

下载PDF 职称材料

月地转移中途轨道修正分析

2

作者 尹军用 汪备 《载人航天》 CSCD 2012年第5期51-57,共7页

对"阿波罗"载人登月月地转移中途轨道修正进行了调研,并对月地转移中途轨道修正模型进行建模,并设计微分修正法进行求解。系统分析了月地转移初始轨道偏差对再入点偏差的影响,通过计算,给出修正初始偏差量所需要的速度增量大... 对"阿波罗"载人登月月地转移中途轨道修正进行了调研,并对月地转移中途轨道修正模型进行建模,并设计微分修正法进行求解。系统分析了月地转移初始轨道偏差对再入点偏差的影响,通过计算,给出修正初始偏差量所需要的速度增量大小。对于月地转移两次中途轨道修正的时刻,通过仿真分析给出了合理建议。 展开更多

关键词 月地转移 中途轨道修正 载人登月 误差

下载PDF 职称材料

月球探测器返回轨道快速搜索设计 被引量：16

3

作者 高玉东 郗晓宁 +1 位作者 白玉铸 刘磊 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第3期765-771,共7页

结合月球探测器返回地球的工程需求多约束背景,在双二体模型的假设下建立了一套理论解析模型,并采用二分法的搜索算法,快速实现了满足多种约束条件下的月地返回轨道设计。文中给出的搜索算法及流程快速有效,其结果可为轨道的精确设计提... 结合月球探测器返回地球的工程需求多约束背景,在双二体模型的假设下建立了一套理论解析模型,并采用二分法的搜索算法,快速实现了满足多种约束条件下的月地返回轨道设计。文中给出的搜索算法及流程快速有效,其结果可为轨道的精确设计提供良好的初值,对于要求返回的月球探测器设计工程任务具有一定的理论指导意义和应用价值。 展开更多

关键词 月球探测器 月地转移轨道 轨道搜索设计 二分法 多目标约束条件

下载PDF 职称材料

直接再入大气的月球返回轨道设计研究 被引量：11

4

作者 张磊 于登云 张熇 《航天器工程》 2010年第5期50-55,共6页

直接再入大气的月球返回轨道是月球采样返回任务普遍采用的飞行方案。文章将月-地转移轨道设计与再入大气仿真相结合,通过两级修正策略和落点匹配使月球返回轨道既满足再入界面约束又满足再入点地理位置约束。两条分别采用弹道式和弹道... 直接再入大气的月球返回轨道是月球采样返回任务普遍采用的飞行方案。文章将月-地转移轨道设计与再入大气仿真相结合,通过两级修正策略和落点匹配使月球返回轨道既满足再入界面约束又满足再入点地理位置约束。两条分别采用弹道式和弹道-升力式再入的月球返回轨道的计算结果表明,此方法是有效的。 展开更多

关键词 月球采样返回 轨道设计 月地转移 再入大气

下载PDF 职称材料

直接再入大气的月地返回窗口搜索策略 被引量：10

5

作者 郑爱武 周建平 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第8期2243-2250,共8页

结合从月球停泊轨道直接返回地球的月地转移轨道设计,提出了一种月地返回窗口的搜索策略。首先基于双二体模型,结合月地转移轨道快速设计进行当天最小再入角的计算,根据当天最小再入角的计算结果初步判断返回窗口,然后指定再入角约束,... 结合从月球停泊轨道直接返回地球的月地转移轨道设计,提出了一种月地返回窗口的搜索策略。首先基于双二体模型,结合月地转移轨道快速设计进行当天最小再入角的计算,根据当天最小再入角的计算结果初步判断返回窗口,然后指定再入角约束,在初步返回窗口内搜索满足两端约束条件的双二体月地转移轨道。然后将该轨道作为初值,基于受摄双二体模型,采用数值积分和微分改正法进一步求解精确的月地转移轨道。最后根据精确轨道计算结果,特别是速度增量,进一步确定返回窗口。这种策略大大加快了计算返回窗口的效率,可以在大范围内快速搜索返回窗口。通过对2017年1月和2月返回窗口的搜索及对结果的分析,最终给出了满足最省燃料和3天连续返回的窗口建议。 展开更多

关键词 月地转移轨道 轨道设计 轨道转移 受摄双二体模型 数值积分 微分改正

原文传递

基于改进粒子群算法的月地转移轨道优化 被引量：9

6

作者 李远平 蔡远利 李济生 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2020年第3期238-244,共7页

月地转移轨道优化是月球返回任务的技术难题之一,其搜索空间大、约束条件多。该文通过罚函数法将多约束优化问题转化为无约束优化问题,提出了一种改进粒子群算法,利用适应度函数来更新惯性权重,对粒子的速度加以约束,还对粒子的位置参... 月地转移轨道优化是月球返回任务的技术难题之一,其搜索空间大、约束条件多。该文通过罚函数法将多约束优化问题转化为无约束优化问题,提出了一种改进粒子群算法,利用适应度函数来更新惯性权重,对粒子的速度加以约束,还对粒子的位置参数引入随机反馈控制,分析了算法的收敛性。在月地返回窗口内获得了逃逸速度增量最小的月地转移轨道优化结果,并利用目标函数的等高线图分析,对优化结果进行了验证。 展开更多

关键词 月球返回 月地转移轨道优化 改进粒子群算法 收敛性 等高线图分析

下载PDF 职称材料

月地转移轨道精确轨道设计 被引量：4

7

作者 郑爱武 周建平 《飞行器测控学报》 CSCD 2014年第1期52-58,共7页

以基于Lambert算法的快速轨道设计结果为初值,开展精确轨道设计研究。通过对月地返回飞行阶段的摄动项和量级分析,建立了月地转移轨道的动力学方程,提出了一种双向嵌套循环搜索算法,采用该算法求解同时满足两端约束条件的精确月地转移... 以基于Lambert算法的快速轨道设计结果为初值,开展精确轨道设计研究。通过对月地返回飞行阶段的摄动项和量级分析,建立了月地转移轨道的动力学方程,提出了一种双向嵌套循环搜索算法,采用该算法求解同时满足两端约束条件的精确月地转移轨道。该算法以出月球影响球的时刻和位置、速度为中间变量,一方面采用前向数值积分和微分改正法搜索满足地球再入端的轨道,另一方面采用后向数值积分并进行倾角和近月距修正得到满足月球端的轨道,通过这种双向嵌套循环,使得两段轨道在月球影响球边界处的位置和速度连续,从而获得一条完整的满足两端约束条件的月地转移精确轨道。最后以2017年1月26日出月球影响球作为返回窗口,给出了具体的设计算例,并通过STK软件仿真验证了程序的设计结果。 展开更多

关键词 月地转移轨道 精确轨道设计 微分改正 数值积分

下载PDF 职称材料

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

下载PDF 职称材料

基于逆向地月转移的月地入射控制方法 被引量：2

9

作者 刘勇 曹鹏飞 +1 位作者 马传令 陈莉丹 《中国科学：物理学、力学、天文学》 CSCD 北大核心 2021年第11期11-21,共11页

月地转移是地月转移的相反过程,本文提出以再入点参数修正近月点B平面参数的逆向月地转移轨道计算方法,然后利用月地转移轨道与环月轨道求交线和近月点高度等比修正的方法得到月地入射参数,并根据速度增量最小条件推导了月地入射最优倾... 月地转移是地月转移的相反过程,本文提出以再入点参数修正近月点B平面参数的逆向月地转移轨道计算方法,然后利用月地转移轨道与环月轨道求交线和近月点高度等比修正的方法得到月地入射参数,并根据速度增量最小条件推导了月地入射最优倾角的解析解,通过倾角遍历证明了解析解的正确性.基于月地转移轨道的升交点经度给出了入射窗口初值的解析公式.在脉冲月地入射参数的基础上,给出了有限推力下的月地入射参数计算方法,特别是给出了最优俯仰角的解析公式.最后以一条环月轨道为初始轨道计算了月地入射参数,分析了月地入射参数的规律,得出偏航角为0入射速度增量不一定最小的结论,并证明了文章给出的解析计算方法的最优性. 展开更多

关键词 逆向 地月转移 月地入射 轨道控制 解析解

原文传递

直接再入大气的月地转移轨道设计

10

作者 本立言 严玲玲 +2 位作者 谢祥华 张锐 王国际 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期287-293,共7页

针对从月球停泊轨道出发直接再入大气的月地转移轨道设计问题,提出了一种数值求解算法。该算法由初值设计和精确解求解两部分组成。首先,根据轨道设计的相应约束,采用伪状态理论,通过简单迭代求解高精度的初值。然后,考虑精确的动力学模... 针对从月球停泊轨道出发直接再入大气的月地转移轨道设计问题,提出了一种数值求解算法。该算法由初值设计和精确解求解两部分组成。首先,根据轨道设计的相应约束,采用伪状态理论,通过简单迭代求解高精度的初值。然后,考虑精确的动力学模型,通过数值积分计算真实轨道和状态转移矩阵,并利用微分修正方法搜索精确解。该算法通过设计高精度的初值,降低了月地转移轨道的设计难度。数值仿真表明:该算法求解效率高,具有良好的鲁棒性。 展开更多

关键词 月地转移轨道 轨道设计 再入大气 伪状态理论 微分修正

下载PDF 职称材料

月地转移轨道快速设计与特性分析 被引量：14

11

作者 张磊 于登云 张熇 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 2011年第3期62-70,共9页

对采用直接大气再入方式的月地转移轨道,考虑大气再入界面参数和地面落点位置约束,提出了一种基于双二体模型的快速设计方法。该方法分为内外两层迭代循环,内层循环使月心段轨道和地心段轨道在月球影响球边界处连续,并采用Lambert问题与... 对采用直接大气再入方式的月地转移轨道,考虑大气再入界面参数和地面落点位置约束,提出了一种基于双二体模型的快速设计方法。该方法分为内外两层迭代循环,内层循环使月心段轨道和地心段轨道在月球影响球边界处连续,并采用Lambert问题与Newton-Raphson法相集合的方法求解满足再入角约束的地心段轨道参数;外层循环通过调整地心段轨道倾角和轨道置入时间使月地转移轨道满足地面落点位置约束。分析表明,存在四种类型的月地转移轨道满足大气再入界面约束,分别为降-降型、降-升型、升-降型和升-升型。在此基础上,对四种类型月地转移轨道的近地点地心距、置入分布点、再入点分布等特性进行了分析。仿真结果验证了所提出方法的有效性。 展开更多

关键词 采样返回 轨道设计 月地转移轨道 大气再入 月球探测器

下载PDF 职称材料

月地转移轨道中途修正方法及策略 被引量：6

12

作者 张磊 于登云 张熇 《航天器工程》 2012年第3期18-22,共5页

针对月地转移轨道中途修正,以再入角、再入点地心距和地面落点位置为目标,提出一种基于线性修正的固定落点中途修正方法。以一条半弹道式再入的月地转移轨道为例,采用该方法研究中途修正速度增量与修正时机的关系,并基于蒙特卡洛仿真对... 针对月地转移轨道中途修正,以再入角、再入点地心距和地面落点位置为目标,提出一种基于线性修正的固定落点中途修正方法。以一条半弹道式再入的月地转移轨道为例,采用该方法研究中途修正速度增量与修正时机的关系,并基于蒙特卡洛仿真对两次修正的中途修正策略进行验证。计算结果表明,文章提出的中途修正方法及策略能够满足月球采样返回任务对再入参数及落点位置的要求。 展开更多

关键词 采样返回 月地转移 中途修正 固定落点 蒙特卡洛仿真

下载PDF 职称材料