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公开(公告)号：CN110806212A
公开(公告)日：2020-02-18
申请号：CN201911105262.3
申请日：2019-11-12
Applicant: 北京理工大学
Abstract: 本发明公开的基于逐次凸规划的小行星探测小推力转移轨迹优化方法，属于航空航天技术领域。本发明实现方法为：建立小行星探测器小推力转移的改进春分点动力学模型。根据小推力转移的动力学特性，给出小推力轨迹优化问题的约束和优化性能指标。给出小推力星际转移轨迹优化问题的具体形式。通过动力学线性化和非线性等式约束松弛，将非线性小推力转移问题凸化。通过数值积分将凸化后的连续最优控制问题转化为凸优化问题。以凸化后的子问题为每一步迭代的内环节，以逐次逼近策略在有限步数快速求解得到最优的小行星探测小推力转移轨迹，即能够在保证小推力轨迹最优性和精度前提下，实现小推力轨迹的在线优化。本发明鲁棒性强、可重复性高、灵活性高。
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公开(公告)号：CN110736470A
公开(公告)日：2020-01-31
申请号：CN201911074338.0
申请日：2019-11-06
Applicant: 北京理工大学
Abstract: 本发明公开的一种不规则形状小天体附近连续推力轨道混合搜索方法，属于航空航天技术领域。本发明实现方法为：通过将轨道的初始状态由小天体固连系转换到惯性系；在惯性系下利用同伦法获得连续推力转移轨道初值；考虑小天体不规则形状摄动，建立固连系下连续推力方程；将初始轨迹由惯性系转移至固连系，作为连续推力轨道的初值；考虑碰撞约束，采用凸优化方法求解不规则小天体附近的最优转移机会。本发明能够解决同伦法存在的无法考虑不规则形状摄动的问题，且解决凸优化方法存在的初值搜索困难的问题，实现不规则形状小天体附近连续推力转移轨道搜索，提高不规则小天体附近转移轨道搜索的收敛性和精度，具有精度高，收敛性好的优点。
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公开(公告)号：CN106679674B
公开(公告)日：2019-10-25
申请号：CN201611102885.1
申请日：2016-12-05
Applicant: 北京理工大学
IPC: G01C21/24
Abstract: 本发明一种基于星历模型的地月L2点Halo轨道阴影分析方法，属于航空航天技术领域。通过在地‑月‑星构成的限制性三体模型下建立动力学方程，在地月旋转系下生成L2点附近的Halo轨道。选定Halo轨道周期内的在轨时间th和对应的任务时刻T，将旋转坐标系下的Halo轨道转换到惯性系下。根据惯性坐标系下的日‑地‑星和日‑月‑星的相对位置，利用圆锥阴影模型判断卫星受地球和月球的遮挡情况。改变任务时刻T，重新计算日‑地‑星和日‑月‑星的相对位置，重新利用圆锥阴影模型进行阴影分析，直至使命轨道结束。改变Halo轨道的在轨时间th重复上述分析，计算得不同位置下的阴影分布情况。本发明真实程度更高，阴影分析考虑情况更加全面。
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公开(公告)号：CN108100306B
公开(公告)日：2019-02-01
申请号：CN201711264943.5
申请日：2017-12-05
Applicant: 北京理工大学
Abstract: 本发明公开的一种快速筛选日地平衡点小行星探测目标的方法，属于航空航天领域。本发明在太阳‑地球质心旋转系下建立探测器动力学方程；将探测器在旋转系下的位置速度转换到太阳为中心的惯性系下，并表示成轨道要素形式；给定探测器的速度增量约束和转移时间约束，求解最优两脉冲转移轨道，计算满足约束的小行星探测目标最大轨道根数范围；根据小行星探测目标参数范围，对小行星数据库中的小行星探测目标进行筛选，排除参数范围外的小行星探测目标；剩余小行星探测目标为满足多重约束条件的小行星探测目标，并根据探测任务需要完成精确轨道设计，得到相应的轨道转移机会，完成相应小行星探测任务。本发明具有筛选速度快、且不受发射时间影响的优点。
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公开(公告)号：CN108100307B
公开(公告)日：2018-12-21
申请号：CN201711264944.X
申请日：2017-12-05
Applicant: 北京理工大学
Abstract: 本发明公开的一种用于复杂约束下低能量小天体精确探测轨道转移方法，属于航空航天技术领域。本发明首先确定探测轨道设计任务所需满足的多种复杂非一致强耦合约束，建立多种复杂非一致强耦合约束与轨道设计参数的映射关系；在质心旋转坐标系下建立探测器动力学方程；通过建立的线性化探测器动力学方程提供初值，采用非线性降维方法和二阶微分修正得到星历模型下精确的拟周期轨道；基于星历模型下精确的拟周期轨道，采用拟流形扰动法优化获得转移轨道初值；针对多种复杂非一致强耦合约束对得到的转移轨道初值进行修正，获得精确的低能量转移轨道。本发明具有效率高、收敛性好、转移所需能量小的优点。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN108100306A
公开(公告)日：2018-06-01
申请号：CN201711264943.5
申请日：2017-12-05
Applicant: 北京理工大学
CPC classification number: B64G1/105 , B64G1/242 , B64G2001/1064
Abstract: 本发明公开的一种快速筛选日地平衡点小行星探测目标的方法，属于航空航天领域。本发明在太阳‑地球质心旋转系下建立探测器动力学方程；将探测器在旋转系下的位置速度转换到太阳为中心的惯性系下，并表示成轨道要素形式；给定探测器的速度增量约束和转移时间约束，求解最优两脉冲转移轨道，计算满足约束的小行星探测目标最大轨道根数范围；根据小行星探测目标参数范围，对小行星数据库中的小行星探测目标进行筛选，排除参数范围外的小行星探测目标；剩余小行星探测目标为满足多重约束条件的小行星探测目标，并根据探测任务需要完成精确轨道设计，得到相应的轨道转移机会，完成相应小行星探测任务。本发明具有筛选速度快、且不受发射时间影响的优点。
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公开(公告)号：CN108038290A
公开(公告)日：2018-05-15
申请号：CN201711264888.X
申请日：2017-12-05
Applicant: 北京理工大学
IPC: G06F17/50
CPC classification number: G06F17/5095 , G06F17/5009 , G06F2217/06
Abstract: 本发明公开的一种多重约束下的多维度小行星探测目标筛选方法，属于航空航天技术领域。本发明根据探测任务的多重约束强弱情况对约束进行分类和排序，确定筛选顺序；根据探测器在轨时间寿命，测控站所支持的观测通信距离，确定探测时间范围约束和探测器与地球的测控通信约束，并对小行星目标进行初选；根据探测器成像约束及小行星物理特性对目标进行进一步筛选；基于日‑地‑月系统转移轨道两点边值问题求解，根据速度增量约束进一步筛选目标小行星，确定筛选出的目标小行星数量，并完成相应的小行星探测任务。本发明在考虑多重约束条件下实现小行星探测目标筛选，并通过对约束强弱等级和筛选难易程度进行判断，提高筛选速度和筛选效率。
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公开(公告)号：CN106682274A
公开(公告)日：2017-05-17
申请号：CN201611103467.4
申请日：2016-12-05
Applicant: 北京理工大学
Abstract: 本发明是一种考虑振幅约束的Halo轨道在轨保持方法，属于航空航天技术领域。本发明通过在两个主天体和探测器构成的限制性三体模型下建立动力学方程，确定两个主天体和探测器构成的三体系统平衡点位置。确定大小天体和探测器构成的三体系统下平衡点附近的Halo轨道。根据扰动变量设计Halo轨道保持的微分修正算法。根据微分修正算法设计Halo轨道在轨保持策略。在真实星历环境下，考虑测量误差和执行误差，按照所述的轨道保持策略采用微分修正算法得到每次轨道修正的速度增量，按照速度增量进行轨道修正控制，可以实现满足振幅约束的Halo轨道在轨保持，同时尽可能降低轨道保持所需的燃料消耗。
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公开(公告)号：CN106679674A
公开(公告)日：2017-05-17
申请号：CN201611102885.1
申请日：2016-12-05
Applicant: 北京理工大学
IPC: G01C21/24
Abstract: 本发明一种基于星历模型的地月L2点Halo轨道阴影分析方法，属于航空航天技术领域。通过在地‑月‑星构成的限制性三体模型下建立动力学方程，在地月旋转系下生成L2点附近的Halo轨道。选定Halo轨道周期内的在轨时间th和对应的任务时刻T，将旋转坐标系下的Halo轨道转换到惯性系下。根据惯性坐标系下的日‑地‑星和日‑月‑星的相对位置，利用圆锥阴影模型判断卫星受地球和月球的遮挡情况。改变任务时刻T，重新计算日‑地‑星和日‑月‑星的相对位置，重新利用圆锥阴影模型进行阴影分析，直至使命轨道结束。改变Halo轨道的在轨时间th重复上述分析，计算得不同位置下的阴影分布情况。本发明真实程度更高，阴影分析考虑情况更加全面。
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公开(公告)号：CN106650278A
公开(公告)日：2017-05-10
申请号：CN201611244603.1
申请日：2016-12-29
Applicant: 北京理工大学
IPC: G06F19/00
CPC classification number: G06F19/00
Abstract: 本发明涉及一种非同步双星系统的轨道计算方法，特别涉及一种基于二阶微分修正的非同步双星系统稳定轨道的计算方法，属于航空航天技术领域，适用于探测器对非同步双星系统进行探测的轨道设计。本发明对任意非同步双星系统，先将系统考虑为同步系统进行周期轨道搜索，然后根据小行星的自旋周期将同步系统转换为非同步系统并获得的周期轨道按轨道周期分成若干段，带入非同步系统中进行轨道积分，利用二阶微分修正对若干段轨道分别进行位置修正和速度修正，通过多次迭代获得非同步系统中的长期稳定轨道。能够实现适用于非同步双星系统的稳定轨道，且轨道初值易选取、收敛性好，计算效率高。
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