[发明专利]一种航天器返回轨道解析梯度的计算方法

权利要求书

1.一种航天器返回轨道解析梯度的计算方法，包括：

S1.建立航天器返回轨道制动段航程S_b1与制动时长t_p的第一关系式，并根据所述第一关系式获取所述制动段航程S_b1对所述制动时长t_p的第一梯度；

S2.建立航天器返回轨道滑行段航程S_b2与所述制动时长t_p的第二关系式，并根据所述第二关系式获取所述滑行段航程S_b2对所述制动时长t_p的第二梯度；

S3.建立航天器返回轨道再入段航程S_b3与所述制动时长t_p的第三关系式，并根据所述第三关系式获取所述再入段航程S_b3对所述制动时长t_p的第三梯度；

S4.对所述第一梯度、所述第二梯度和所述第三梯度求和获取所述返回轨道总航程S_b对所述制动时长t_p的梯度；

步骤S1中，假设所述航天器在制动段的制动开机点至制动结束点的轨道角速度保持一致，则所述第一关系式为：

其中，h₀为制动点的轨道角动量，R_d0为制动点的地心距离，R_p为地球平均轨道半径，h_f为开伞点的高度；

步骤S2中，包括：

S21.获取所述航天器在制动结束点位置的结束点惯性速度V₀在当地的水平分量V_x和径向分量V_y；

S22.根据所述水平分量V_x和所述径向分量V_y获取所述结束点惯性速度V₀，以及所述惯性速度V₀的惯性速度倾角θ₀；

S23.根据所述结束点惯性速度V₀和所述惯性速度倾角θ₀获取所述航天器在滑行段的滑行段航程角

S24.根据所述滑行段航程S_b2、所述制动时长t_p和所述滑行段航程角建立所述第二关系式：

S25.根据所述第二关系式，利用链式求导法则计算所述第二梯度；

步骤S3中，包括：

S31.获取所述航天器制动段的制动段航程角δ_b，所述航天器滑行段的轨道偏心率e，以及滑行段的轨道角动量h；

S32.根据所述制动段航程角δ_b，所述轨道偏心率e，所述轨道角动量h和所述滑行段航程角获取航天器的再入角θ_e；

S33.根据所述再入段航程S_b3、所述制动时长t_p、所述再入角θ_e和航天器在开伞点的速度倾角θ_f建立所述第三关系式：

S34.根据所述第三关系式，利用链式求导法则计算所述第三梯度。

2.根据权利要求1所述的计算方法，其特征在于，步骤S21中，假设制动速度增量为脉冲，作用点在所述制动段的中点，则水平分量V_x为：

径向分量V_y为：

其中，V_i0为制动点的制动惯性速度，θ_i为制动点惯性速度的速度倾角，Δν为制动速度增量，ψ_z为制动俯仰角且-π≤ψ_z＜π。