[发明专利]一种多星分离参数优化方法

权利要求书

1.一种多星分离参数优化方法，其特征在于，包括

步骤1，根据多星分离的目标要求确定等效目标函数及参数集合，所述参数集合中包含若干个设计参数，所述目标函数能间接反映n个待优化飞行体之间的最小相对距离的大小和整体的安全性；

步骤2，根据所述目标函数对所述参数集合进行敏感度分析，获得一个由关键参数组成的关键参数集合，所述关键参数为敏感度大于预设阈值的所述设计参数；

步骤3，根据所述目标函数计算所述关键参数集合的最优解；

步骤4，根据所述关键参数集合进行包含所有飞行体的轨道仿真试验，根据所有飞行体彼此接近时的最小距离仿真结果筛选出易碰撞飞行体组合，所述易碰撞飞行体组合中某飞行体逼近卫星至其警戒边界范围内；

步骤5，对所述关键参数集合最优解施加特定概率分布的干扰，进行蒙特卡洛仿真试验，计算所述易碰撞飞行体组合中各颗卫星的警戒和碰撞概率，

若所述警戒或碰撞概率大于或等于各自的预设最大值，则调整所述目标函数中的加权系数后返回步骤3，

若所述警戒和碰撞概率小于各自的预设最大值，则输出所述警戒和碰撞概率和对应的所述关键参数集合最优解。

2.根据权利要求1所述的一种多星分离参数优化方法，其特征在于，所述步骤1中所述多星分离的目标要求为：各卫星运行过程中与自身以外的飞行体之间彼此接近过程中的最小距离大于预设的碰撞边界，或卫星的警戒和碰撞概率小于各自的预设最大值；

为综合考虑多个飞行体的安全性，将n个所述待优化飞行体两两组合获得个半长轴偏差，该个半长轴偏差绝对值加权之和作为所述等效目标函数，其中含卫星的两两组合加权系数初始值可设为1，不需关心的飞行体组合的加权系数可设为0。

3.根据权利要求2所述的一种多星分离参数优化方法，其特征在于，所述参数集合中的设计参数包含分离力矢量和分离姿态角ψ_cx，γ_cx、星箭分离时刻、火箭末级剩余推进剂排放阀开启时刻以及对应的排放姿态角。

4.根据权利要求3所述的一种多星分离参数优化方法，其特征在于，所述关键参数包括分离力矢量和分离姿态角ψ_cx，γ_cx。

5.根据权利要求2所述的一种多星分离参数优化方法，其特征在于，步骤2所述敏感度分析步骤：通过对所述参数集合进行逐项摄动，近似计算等效目标函数对各设计参数的偏导数作为敏感度，所述敏感度大于所述预设阈值的参数为所述关键参数。

6.根据权利要求2所述的一种多星分离参数优化方法，其特征在于，所述调整所述目标函数后返回步骤3进一步为：针对步骤4中最小距离小于或等于碰撞边界的易碰撞飞行体组合，或者步骤5中警戒或碰撞概率大于或等于各自的预设最大值的易碰撞飞行体组合，将所述目标函数中与所述易碰撞飞行体组合相关加权系数按照预设规则放大后获得新的目标函数，以所述新的目标函数返回步骤3。

7.根据权利要求1所述的一种多星分离参数优化方法，其特征在于，所述步骤3进一步为，通过寻优算法获得所述关键参数集合最优解使得所述目标函数获得最大值。

8.根据权利要求7所述的一种多星分离参数优化方法，其特征在于，所述步骤3还包括：对所述寻优算法设置约束条件，所述约束条件为火箭末级的剩余推进剂的排放距离和排放角度均需要满足预设范围。

9.根据权利要求1所述的一种多星分离参数优化方法，其特征在于，所述步骤5进一步为：对关键参数集合施加以所述关键参数集合最优解为数学期望值、符合特定分布概率的随机干扰，进行蒙特卡洛仿真试验，并计算所述易碰撞飞行体组合中各颗卫星的警戒和碰撞概率。