共位約束靜止軌道交會安全評價(jià)與任務(wù)規(guī)劃.pdf

1、以在軌維修、壽命延長以及垃圾清除等為目的的靜止軌道在軌服務(wù)技術(shù)是未來航天技術(shù)發(fā)展的重要方向，交會對接是實(shí)現(xiàn)在軌服務(wù)的前提，而軌跡安全性一直是交會任務(wù)設(shè)計(jì)的重要要求和技術(shù)指標(biāo)。尤其對靜止軌道交會，共位約束和目標(biāo)非合作性給軌跡安全性和任務(wù)方案設(shè)計(jì)帶來了新的挑戰(zhàn)。本文以軌跡安全性為切入點(diǎn)，對軌跡安全性評價(jià)方法、交會任務(wù)規(guī)劃方法和相對導(dǎo)航方案設(shè)計(jì)等方面展開研究。主要研究成果如下。
　　發(fā)展了消除概率沖淡的交會軌跡安全性定量評價(jià)指標(biāo)。（1）

2、根據(jù)橢球距離、碰撞概率、預(yù)警門限等安全評價(jià)要素的物理意義，提出對其計(jì)算模型的Monte Carlo仿真驗(yàn)證方法；（2）分析預(yù)警門限關(guān)于包絡(luò)體半徑、位置偏差、漏警率變化的靜態(tài)特性和隨時(shí)間演化的動態(tài)特性，通過改變碰撞概率和預(yù)警門限的數(shù)學(xué)關(guān)系，定義消除概率沖淡的軌跡安全性定量評價(jià)指標(biāo)。
　　提出了共位約束靜止軌道交會的任務(wù)編排和軌跡優(yōu)化方法。（1）分析共位約束靜止軌道交會的轉(zhuǎn)移接近軌跡和繞飛軌跡的安全性，提出基于安全性分析結(jié)果的任務(wù)方案

3、編排方法，并建立編排方案的安全性優(yōu)化模型；（2）建立多脈沖接近軌跡安全規(guī)劃模型，分析機(jī)動方案、脈沖數(shù)目、共位約束、導(dǎo)航精度等對滿足被動安全約束的燃料最優(yōu)接近軌跡的影響。
　　設(shè)計(jì)了滿足安全性要求的非合作目標(biāo)相對導(dǎo)航方案。（1）調(diào)研和分析多種交會敏感器對非合作目標(biāo)的測量性能，在此基礎(chǔ)上提出了以相機(jī)、激光測距儀組合為主的相對導(dǎo)航方案；（2）分別建立基于不同測量信息的相對導(dǎo)航模型，并仿真驗(yàn)證導(dǎo)航精度是否滿足交會任務(wù)規(guī)劃結(jié)果的安全性要求。