[发明专利]一种飞船返回预定落点回归轨道设计方法

说明书

技术领域：

本发明涉及飞行器轨道设计技术领域，具体涉及一种飞船返回预定落点回归轨道设计方法。

背景技术

为了保证载人飞船每天能够为航天员提供返回着陆国内预定着陆场的机会，我国载人航天工程载人飞船轨道设计一直遵循回归轨道的设计原则，一期工程载人飞行和二期工程交会对接的载人飞船采用的是2天回归轨道。三期空间实验室和空间站工程中，载人飞船运行轨道高度和轨道倾角与一、二期工程相比发生了变化。三期工程飞船拟采用3天回归轨道，不再通过轨道机动控制对空间实验室和空间站相对飞船的初始相位进行调整。在轨道倾角和轨道高度在一定范围内变化、轨道初始相位不确定的条件下，飞船轨道的回归特性和返回特性将发生较大的改变。为了保证三期工程载人飞船仍能返回预定着陆场，需进行基于准确返回预定着陆场的三天回归轨道设计，为三期工程载人飞船返回轨道设计和控制实施提供依据。因此，飞船返回预定落点回归轨道设计是空间实验室和空间站工程轨道设计的技术要点之一，目前尚没有相关的轨道设计方法。

发明内容：

本发明需解决技术问题在于提供一种飞船返回预定落点回归轨道设计方法。

为解决上述技术问题，本发明提供的一种飞船返回预定落点回归轨道设计方法包括如下步骤：

1)设置初始轨道参数，包括轨道半长轴初值a₀、轨道偏心率初值e₀、轨道倾角初值i₀、升交点经度初值D₀、轨道近地点幅角初值ω₀、轨道平近点角初值M₀、飞船质量和迎风面积、轨道力模型，轨道力模型包括：地球中心引力、地球形状引力摄动；

2)设置轨道设计条件，包括：标称落点经度L₀、纬度B₀；初始返回圈号q_r；轨道回归周期天数i；轨道回归周期圈数k_i；落点经度收敛门限εL；回归圈升交点经度收敛门限ελ_n；

3)数值积分计算各圈纬度为B₀的星下点经度L，计算各圈升交点经度λ_n；

4)计算返回圈星下点经度差ΔL＝L₀-L(q_r)，L(q_r)为初始返回圈号q_r星下点纬度为B₀的经度；计算回归圈升交点经度差Δλ_n＝λ(q_r+k_i)-λ(q_r)，λ(q_r)为初始返回圈号q_r的升交点经度，λ(q_r+k_i)为初始返回圈号q_r+k_i的升交点经度；

5)根据下列公式由返回圈星下点经度差ΔL计算轨道平近点角偏差ΔM；

ΔM=-ΔL·n/(ωe-Ω·)]]>