[发明专利]一种近距离航天器共面椭圆编队的椭圆短半轴控制方法

权利要求书

1.一种近距离航天器共面椭圆编队的椭圆短半轴控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

根据Hill方程得到Hill方程参数解，得到相对运动椭圆短半轴b的表达式；

根据Hill方程解得到椭圆短半轴改变量△b与控制量△V、控制时机Θ、控制方向φ之间的关系；

二元连续函数椭圆短半轴改变量△b对控制时机Θ及控制方向φ求导数；

对A取极值的驻点条件分情况讨论，所述A的表达式如下式所示：

A=(ΔVnbsinφ-sinΘ)2+(2ΔVnbcosφ-cosΘ)2]]>

其中，n为参考星平均轨道角速度，所述A是椭圆短半轴改变量△b的函数，所述A与椭圆短半轴改变量△b的函数关系如下式所示：

Δb=±Ab-b=b′-b]]>

其中，为控后相对运动椭圆短半轴，得到A取极值时控制时机Θ与控制方向φ的关系以及此时对应的椭圆短半轴大小改变量△b；

根据椭圆短半轴改变量△b取极值时控制时机Θ和控制方向φ的关系，针对实际问题进行控制策略规划，可实现最小速度增量控制，有效节省燃料。

2.根据权利要求1所述的近距离航天器共面椭圆编队的椭圆短半轴控制方法，其特征在于，此方法涉及到的输入参数为伴随卫星相对参考星在相对轨道坐标系下的相对位置、速度以及参考星的绝对轨道平均角速率。

3.根据权利要求1所述的近距离航天器共面椭圆编队的椭圆短半轴控制方法，其特征在于，根据Hill方程得到Hill方程参数解的具体步骤是：通过相对运动的动力学方法得到Hill方程参数解；根据Hill方程解得到椭圆短半轴改变量△b与控制量△V、控制时机Θ、控制方向φ之间的关系的具体步骤是：依据参数解得到椭圆短半轴改变量△b与控制量△V、控制时机Θ和控制方向φ的表达式。

4.根据权利要求1所述的近距离航天器共面椭圆编队的椭圆短半轴控制方法，其特征在于，所述方法进一步是在控制量△V一定的前提下，通过△b对其自变量Θ、φ求一阶、二阶偏导数，依据自变量的取值范围对一阶偏导数为0的驻点条件分情况讨论，得到椭圆短半轴改变量△b取极值时控制时机Θ与控制方向φ的关系以及此时的椭圆短半轴改变量△b的取值。