[发明专利]一种考虑误差的多脉冲环月卫星编队初始化方法

权利要求书

1.一种考虑误差的多脉冲环月卫星编队初始化方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一：在月球惯性系下建立卫星动力学方程；

由于卫星需要形成环月编队，因此在月球惯性系下建立动力学方程，考虑地球，月球和太阳引力以及非球形摄动作用的影响，卫星在月心惯性系下的动力学方程写为：

其中，r_M,v_M分别为卫星相对月球的位置矢量和速度矢量，r＝||r_M||， A_NM为月球非球形引力摄动，A_S为太阳第三体引力摄动，A_E为地球第三体引力摄动，μ_m为月球引力常数；

步骤二：确定基准星，根据测量得到的初始状态进行两脉冲最优转移优化；

选择所需卫星编队中某一卫星为基准星，其余卫星通过最优两脉冲转移向基准星转移，其余卫星定为追踪星；定义经过追踪卫星的真实位置速度矢量为[r₁,v₁]，测量得到的位置速度矢量为两者的差值为测控误差，基准星的真实位置速度矢量为[r₀,v₀]，测量得到的位置速度矢量为设置优化变量停泊时间t_park和转移时间t_transfer；考虑测控条件，设置转移时间的下限t^min_transfer＞T_c，T_c为执行一次测控所需时间；利用方程(1)对追踪星位置速度状态积分时间t_park得交会机动前速度位置矢量利用方程(1)对基准星位置速度状态积分时间t_park+t_transfer得交会前速度位置矢量求解从初始点至目标点转移时间为t_transfer的兰伯特问题，求解对应的初始速度v₁₊′和终端速度v_0-′，v₁₊′即为追踪星施加第一次机动后的标称速度；选取第一次目标函数表示两脉冲转移所需的速度增量，采用优化算法对目标函数进行优化，得到速度增量最小对应的停泊时间t_park和转移时间t_transfer，以及对应的速度增量第一次脉冲和第二次脉冲即实现两脉冲最优转移优化；

步骤三：根据步骤二求得的第一次脉冲和第二次脉冲执行第一次机动，转移时间T_c后根据更新的测控数据进行下一次的两脉冲最优转移优化；

考虑执行误差δΔv，追踪星施加第一次机动后的状态记为[r′₁₊,v″₁₊]，其中r′₁₊＝r′₁，v″₁₊＝v′₁₊+δΔv，利用方程(1)积分时间T_c后对应的真实状态[r₂,v₂]，观测的状态基准星对应时刻的真实状态和观测状态分别为[r₀₂,v₀₂]和根据步骤二重新计算最优两脉冲转移轨道，得到新的停泊时间t_park和转移时间t_transfer，及相应的速度增量两脉冲总速度增量为

步骤四：判断步骤三优化得到的总速度增量的大小，若总速度增量满足预设约束，则执行所述的两脉冲，完成编队初始化化，否则返回步骤三，直至总速度增量满足预设约束；

步骤五：根据步骤四完成最优两脉冲转移，实现追踪星与基准星的编队初始化。

2.如权利要求1所述的考虑误差的多脉冲环月卫星编队初始化方法，其特征在于：步骤四具体实现方法为，

记步骤三得到的两脉冲总速度增量为J_n,若J_n＜Δv_max，Δv_max根据测控和执行精度选取，则完成所述的最优两脉冲交会，实现卫星编队初始化，否则返回步骤三，仅执行第一次交会脉冲，并根据观测结果重新优化两脉冲轨道，并判断总速度增量J_n+1的约束满足情况。