[发明专利]一种空间飞行器的远程交会制导方法

权利要求书

1.一种空间飞行器的远程交会制导方法，其特征在于，包括：

根据飞行器的飞行参数和交会位置，计算得到初始的增益速度；

根据飞行器的飞行参数、增益速度和交会位置，外推计算得到交会偏差；

根据飞行器的飞行参数、终端位置和速度计算当前时刻位置和速度的偏导数，得到偏导数矩阵；

利用偏导数矩阵和交会偏差计算出修正的增益速度。

2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述飞行参数包括飞行器的飞行时刻、位置、速度、交会时刻以及交会位置。

3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述初始的增益速度根据二体轨道理论、采用兰伯特算法计算。

4.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述交会偏差为采用中间轨道法，进行外推计算得到交会时刻飞行器的位置，并与已知的交会位置进行求差计算而得到。

5.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述偏导数矩阵用于计算起始时刻位置或速度的微小摄动对外推时刻位置、速度的影响。

6.根据权利要求4所述方法，其特征在于，所述初始的增益速度采用第一公式计算，所述第一公式为：

其中，所述z为普适变量，x(z)、S(z)和y(z)为z的函数，A为根据飞行器起始点和终点的位置得出的常值，μ是地球引力常数。

7.根据权利要求6所述方法，其特征在于，所述x(z)、S(z)和y(z)由第一方程组和第二方程组计算得到，所述第一方程组为：

所述第二方程组为：

8.根据权利要求4所述方法，其特征在于，所述中间轨道法的计算包括：

将当前时刻的J2000坐标系下的位置矢量转化为椭球坐标系下的位置矢量；

计算Jacobi前三个常数，其中，第一常数为：

第二常数为：

第三常数为：

计算第一函数和第二函数的四次式，所述四次式包括：

F(ρ)＝μ[c²p₀(1-S₀)+(ρ²+c²)(γ₀ρ²+2ρ-p₀)]，

F(ρ)＝μγ₁(γρ²+2ρ-p)(ρ²+2A₁ρ+B₁)，

G(η)＝μ[-p₀(1-S₀)+(1-η²)(p₀+2δη+c²γ₀η²)]，

G(η)＝μS₁p₀(S+2Pη-η²)(1+P₁η-Q₁η²)；

初始化六个积分常数，其中，所述六个积分常数包括第一至第六积分常数，其计算公式为：

N₂＝D₁[u+k₁T₂/2+k₁T₂/2+3k₁²T₄/8+5k₁³T₆/16]，

其中，T₀＝u，T₁＝1-cosu，T_k＝[(k-1)T_k-2-cosusin^k-1u]/k,k＝2,...,6；

计算Jacobi后三个常数，其中，所述后三个常数的计算公式为：

t_i+β₁＝R₁(ρ_i)+c²N₁(η_i)，

β₂＝-α₂R₂(ρ_i)+α₂N₂(η_i)，

β₃＝φ_i+c²α₃R₃(ρ_i)-α₃N₃(η_i)，

其中，

其中，

将椭球坐标系下的位置矢量通过第一转化公式转换为J2000坐标系的位置矢量，

所述第一转化公式为：

其中，

9.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述偏导数矩阵采用解析方程组计算，所述解析方程组为：

式中，

其中，R₀和V₀为t₀时刻位置、速度的大小，R和V为t_f时刻位置、速度的大小。