[发明专利]一种从动平衡点轨道出发飞越小天体的目标选择方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种飞越小天体的目标选择方法，尤其涉及一种从动平衡点轨道出发飞越小天体的目标选择方法,属于航空航天技术领域。

背景技术

目标选择是小天体探测任务设计的关键环节。在已发展的深空探测目标选择方法中，在先技术[1]（参见LauC.O,HulkowerN.D.Accessibilityofnear-earth asteroids,JournalofGuidance,ControlandDynamics,1987,10:225-232）提出基于全局最优两脉冲的目标可接近性评估与选择方法，即通过求解地球与目标天体之间的最优两脉冲转移所需的速度增量大小来评估目标天体的可接近性，进而根据任务总的速度增量约束选取可探测的目标。该方法需要求解目标星库中每一颗目标星的全局最优两脉冲转移的情况，逐一穷举，然后对比速度增量的大小，选择出满足探测任务速度增量要求的目标星。该方法计算量大、计算效率低，本质属于穷举法。

在先技术[2]（参见Perozzi,E.,Rossi,A.,Valsecchi,G.B.Basic targeting strategies for rendezvous and flyby missions to the near-earth asteroids.Planetary and Space Science,2001,49(1):3-22和Dong Q.,Pingyuan C.,Hutao,C.,Target Selection and Accessibility for Rendezvous with Near-Earth Asteroid Mission,Earth,Moon and Planets,2007,100(3-4):137-156）提出考虑科学价值和探测可实现性（主要考虑速度增量）的目标选取策略。首先通过影响目标探测科学价值的主要因素对目标进行筛选，然后，对剩余目标采用霍曼转移、借力飞行等策略进行交会或共振飞越的可行性进行评估，最后给出目标选择的序列。该方法将探测目标的科学价值引入目标选择的范畴，丰富了目标选择的内涵，但由于科学价值的定义与约束具有多样性，这给目标选择范围的界定带来困难。

发明内容

本发明以动平衡点轨道为出发点，克服已有飞越小天体任务目标选择方法计算效率低、目标选择范围界定困难的问题，提出一种从动平衡点轨道出发飞越小天体的目标选择方法。

一种从动平衡点轨道出发飞越小天体的目标选择方法，是通过下述技术方案实现的：首先，根据时间约束和测控通信距离约束进行飞越目标的初选；然后，再根据小天体的物理特性和探测器飞越成像约束对目标进行进一步筛选；最后，根据探测器所能提供的速度增量约束，选择出备选目标。

具体步骤为：

步骤一、由任务时间约束和测控通信距离约束进行飞越小天体的初选。

根据测控通信距离，从小天体星库中筛选出满足约束的飞越小天体群落；然后根据所选群落中飞越小天体的星历和轨道动力学模型，递推出飞越小天体在任务时间区间内与地球距离的变化；再由测控通信距离的约束，初步筛选出满足任务时间约束和测控通信距离约束的多个飞越小天体。

步骤二、由小天体物理特性和探测器飞越成像约束对步骤一得到的飞越小天体进行第二次筛选。

根据小天体是否有编号，对步骤一选出的飞越小天体进行筛选。若有编号，表明该目标的轨道根数已经确定，则保留该目标；若没有编号，则表明该目标还需要进行再次观测确认，则剔除该目标；再根据飞越小天体的绝对星等、反照率和直径及探测器飞越任务对成像目标大小的约束，对保留的有编号的飞越小天体进行筛选。所述编号为国际天文联合会批准确定的永久编号。

步骤三、由探测器所能提供的速度增量约束对步骤二得到的飞越小天体进行第三次筛选。

从动平衡点轨道出发，采用二级微分修正法求解得到步骤二中所选出飞越小天体需要的速度增量，若该速度增量满足探测器所能提供速度增量的约束，则该飞越小天体能作为从动平衡点轨道出发飞越小天体任务的备选目标。

有益效果

本发明方法通过任务时间与测控通信距离约束、小天体物理特性和探测器飞越成像约束对小天体星库的目标进行分层逐步筛选，最后进行速度增量的估算，给出备选目标。对比已有技术，能够实现快速选择，具有计算量小、效率高等优点和效果。

附图说明

图1为本发明的从动平衡点轨道出发飞越小天体的目标选择方法流程图。

具体实施方式