[发明专利]厘米级空间碎片轨道的天基脉冲激光烧蚀操控方法

权利要求书

1.一种厘米级空间碎片轨道的天基脉冲激光烧蚀控制方法，其特征在于，采用天基脉冲激光远距离、大光斑、全覆盖的方式对厘米级空间碎片进行烧蚀，步骤如下：

步骤一，探测厘米级空间碎片，描述平台和碎片的运动

1.1在赤道惯性坐标系下，采用六轨道参数表示平台和碎片的轨道运动，给定碎片和平台的初始轨道参数，确定碎片和平台的的位置矢量及两者之间的距离；

1.2建立碎片和轨道的任意偏心率轨道动力学方程；在碎片体固联坐标系坐标系中，采用欧拉角表示碎片姿态运动，建立碎片姿态方程；

其中，将零时刻径向横向坐标系固定不动，作为描述碎片姿态运动的惯性参考系，采用碎片体固联坐标系相对于零时刻径向横向坐标系转动的欧拉角，表示碎片姿态运动，用于描述碎片在激光烧蚀力矩作用下的、或原有的姿态运动；

碎片体固联坐标系是以碎片质心为原点，惯性主轴为坐标轴，固联在碎片上的坐标系；

步骤二，判断厘米级空间碎片是否在天基脉冲激光平台的激光烧蚀窗口内；若是，执行步骤三，若否执行步骤一；

步骤三，由厘米级空间碎片和天基脉冲激光平台的位置矢量确定激光辐照方向矢量；

步骤四，发射脉冲激光，在碎片体固连坐标系中确定激光烧蚀力和激光烧蚀力矩，在径向横向坐标系下计算碎片激光烧蚀力；

步骤五，采用步骤一建立的碎片轨道方程和姿态方程和步骤四确定的激光烧蚀力和激光烧蚀力矩，计算脉冲激光烧蚀厘米级空间碎片时所述空间碎片的的轨道参数和姿态参数，以及脉冲间隔无激光烧蚀厘米级空间碎片时所述空间碎片的轨道参数和姿态参数；

步骤六，采用步骤一建立的平台轨道方程计算天基脉冲激光平台的轨道参数；

步骤七，根据步骤五和步骤六的结果判断厘米级空间碎片是否已经转移到目标轨道，若是，结束操作；若否，返回步骤二。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1.1具体为：

在赤道惯性坐标系XYZ下，给定所述碎片和平台的初始条件，采用六轨道参数(a,i,Ω,ξ＝esinω,η＝ecosω,λ＝M+ω)分别表示厘米级空间碎片和天基脉冲激光平台的轨道运动，确定所述碎片的位置矢量r_deb,X＝(r_deb,x,r_deb,y,r_deb,z)^T和所述平台的位置矢量r_sta,X＝(r_sta,x,r_sta,y,r_sta,z)^T；

式中，a为半长轴，e为偏心率，i为轨道倾角，Ω为升交点赤经，ω为近地点幅角，M为平近角；

所述碎片和平台的位置矢量r_DS,X为：

所述碎片和平台之间的距离为：