[发明专利]一种基于工程约束的月地转移轨道修正方法

说明书

本申请公开了一种基于工程约束的月地转移轨道修正方法，该方法包括：根据月地转移轨道某时刻的轨道状态和再入点目标要求，确定修正速度增量。该方法通过将全目标策略、偏置策略和降阶策略结合，在月地转移轨道的第一次中途修正采用全目标策略，第二次中途修正采用预偏置策略，第三次中途修正采用降阶策略，实现单次控制对再入点状态全目标的瞄准，并减小分离过程、控制残差等对再入点的影响，在实际飞行中存在误差的情况下实现再入状态的稳定收敛。本申请解决了现有技术中转移轨道修正方法不能满足实际修正需求的技术问题。

技术领域

本申请涉及探测器轨道技术领域，尤其涉及一种基于工程约束的月地转移轨道修正方法。

背景技术

探测器在月球采样返回任务中，需要经由预定月地转移轨道返回地球。而探测器在月地返回飞行过程中受到诸多误差因素的影响，如月地转移入射残差、测定轨误差、轨控执行误差、分离速度误差等，其实际飞行轨道必然会逐渐偏离预定的月地转移轨道。因此，为了保证在误差条件下，探测器仍然可以按预定的月地转移轨道到达再入点，必须在转移飞行过程中进行修正，使其能满足返回任务要求的终端约束条件。

目前，探测器在转移飞行过程中修正方法的过程为：探测器根据预定月地转移轨道飞行过程中，一般安排多次修正，例如3次，但是实际飞行过程中一般会根据具体的轨道参数和控制执行情况，取消部分修正过程，单次中途修正一般是通过调整轨道变轨时刻速度的三方向分量满足终端的三个约束条件。随着探月技术的迅猛发展，对探测器提出了更高的要求，对于月地转移轨道单次修正需要同时满足更多的返回任务约束条件，例如，再入角、高度、倾角以及着陆点位于再入轨道面内等，同时还需要对分离过程带来的影响进行补偿。因此，现有技术的转移轨道修正方法不能满足实际修正需求。

发明内容

本申请解决的技术问题是：针对现有技术中转移轨道修正方法不能满足实际修正需求，本申请提供了一种基于工程约束的月地转移轨道修正方法，本申请实施例所提供的方案中，当探测器根据预设的月地转移轨道运动过程中，达到预设的第一次修正时刻时，根据预设初始轨道参数确定第一修正时刻对应的第一轨道参数，然后根据第一轨道参数计算预设再入点的参数，并根据再入点的参数调整第一轨道参数，直到调整后的第一轨道参数使得再入点的参数满足预设约束条件为止，其中，预设约束条件包括再入点高度约束条件、固连系倾角约束条件、再入角约束条件以及再入点固连系位置矢量与轨道面法向之间的夹角约束条件，即在第一次修正时采用“四对四”的全目标策略对第一修正时刻的位姿参数进行调整，实现单次控制对再入点状态的精确瞄准，为控制目标快速逼近收敛提供了良好的条件。

第一方面，本申请实施例提供一种基于工程约束的月地转移轨道修正方法，该方法包括：

在探测器根据预设的月地转移轨道运动过程中，实时采集所述探测器运动的时间信息；

当所述时间信息为预设的第一次修正时刻时，根据测定轨获取的预设初始轨道参数确定所述第一修正时刻对应的第一轨道参数，根据所述第一轨道参数计算预设再入点的参数，其中，所述第一轨道参数包括位置和速度，所述再入点的参数包括再入点高度、固连系倾角、再入角以及着陆点固连系位置矢量与轨道面法向之间的夹角；

根据所述再入点的参数调整所述第一轨道参数，直到调整后的第一轨道参数使得所述再入点的参数满足预设约束条件为止，根据调整后的第一轨道参数控制所述探测器运动，其中，所述预设约束条件包括再入点高度约束条件、固连系倾角约束条件、再入角约束条件以及再入点固连系位置矢量与轨道面法向之间的夹角约束条件。