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公开(公告)号：CN102923323B
公开(公告)日：2014-12-31
申请号：CN201210499225.7
申请日：2012-11-29
Applicant: 北京理工大学
IPC: B64G99/00
Abstract: 本发明涉及一种基于不变流形的行星际固定轨道间低能量转移设计方法，特别适用于流形接近的相邻行星轨道间的转移，属于航天器轨道机动技术领域。本发明首先给出一种脉冲消耗评估方法，为选择合适的不变流形给出了判断标准；然后通过计算不变流形在固定圆轨道上的庞加莱映射，确定借用不变流形转移轨道的范围并利用等高线图法得到速度增量最小的transit轨道；完成逃逸transit轨道与捕获transit轨道的设计后，在日心二体模型下拼接两端的transit轨道，最终完成基于不变流形的行星际固定轨道间低能量转移轨道设计；具有算法简单、计算效率高等优点，适用于不同行星固定环绕轨道利用不变流形的低能量转移轨道初始设计。
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公开(公告)号：CN112051854A
公开(公告)日：2020-12-08
申请号：CN202011005654.5
申请日：2020-09-23
Applicant: 北京理工大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明公开的一种考虑复杂约束的月球软着陆最优轨迹快速规划方法，属于航空航天技术领域。本发明实现方法为：对月球软着陆轨迹规划问题进行离散化处理，将轨迹规划问题转化为有限维变量和约束的非线性规划问题；利用饱和函数变换对非线性规划问题中的约束进行等价变换，将非线性不等式约束转化为拓展状态空间下的等式约束；对等价变换后的非线性规划问题的约束进行凸化处理，将扩展后的状态变量的置信区间作为惩罚项加入到性能指标中，提升序列迭代的收敛性,最后应用凸优化求解器序列求解凸化子问题，直至获得收敛的月球软着陆最优轨迹，实现月球软着陆最优轨迹快速规划，提高月球软着最优轨迹规划效率、鲁棒性和约束处理能力。
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公开(公告)号：CN111737814A
公开(公告)日：2020-10-02
申请号：CN202010453438.0
申请日：2020-05-25
Applicant: 北京理工大学
Abstract: 本发明为公开的一种利用地月旁近的平衡点周期轨道逃逸方法，属于航空航天技术领域。本发明实现方法：建立地月旋转坐标系和三体动力学，求解周期轨道的状态转移矩阵特征根和特征向量。通过平衡点附近的周期轨道生成不稳定流形，选择靠近月球的不稳定流形，利用微分修正求解离轨机动，获得满足近月点约束的转移轨道，探测器施加相应机动使探测器转移至近月点。利用微分修正求解近月点机动，获得满足近地点约束的月地转移轨道，施加机动充分利用月球的引力作用，探测器施加相应机动使探测器转移至近地点。根据逃逸速度需求，探测器在近地点再次施加机动，施加机动充分利用地月的引力作用，降低探测器从周期轨道逃逸地月系统的速度增量。
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公开(公告)号：CN111605736A
公开(公告)日：2020-09-01
申请号：CN202010386041.4
申请日：2020-05-09
Applicant: 北京理工大学
Abstract: 本发明为公开的地月L2点转移轨道最优误差修正点选择方法，属于航空航天技术领域。本发明实现方法为：建立地月旋转坐标系，计算地月L2点标称转移轨道状态转移矩阵；根据状态转移矩阵计算误差随时间的变化情况；根据状态转移矩阵，建立修正机动与修正时间和轨道误差的函数关系；优化探测器修正时间，利用该函数关系确定修正速度增量和终端速度增量最优的误差修正点和修正速度增量；探测器在最优修正点施加速度增量，完成地月L2点转移轨道的轨道修正，并完成地月L2点轨道转移。本发明能够使修正所需的速度增量最小，具有修正效率高、降低修正燃料消耗的优点。本发明通过考虑月球引力对转移轨道误差的影响，提高轨道转移的精度。
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公开(公告)号：CN111559518B
公开(公告)日：2021-06-22
申请号：CN202010386561.5
申请日：2020-05-09
Applicant: 北京理工大学
Abstract: 本发明公开的面向通讯覆盖约束的地月平衡点任务轨道快速确定方法，属于航空航天技术领域。本发明实现方法为：建立地月旋转坐标系，确定Halo轨道的近似解析解并利用微分修正方法得到精确解，生成若干用于通讯约束振幅计算的Halo轨道；对月球背面区域进行网格化分，计算特征样本点与Halo轨道的几何关系。根据通讯约束指标，选取特征几何参数，构建面向通讯覆盖约束的回归方程，通过所述回归方程确定通讯约束与轨道振幅及着陆点的定量关系；根据任务约束，利用回归方程快速评估通讯条件，实现中继任务轨道确定。本发明能够实现不同通讯约束的任务轨道快速确定，确保月球背面着陆点的通讯覆盖，具有轨道确定效率高的优点。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN111559518A
公开(公告)日：2020-08-21
申请号：CN202010386561.5
申请日：2020-05-09
Applicant: 北京理工大学
Abstract: 本发明公开的面向通讯覆盖约束的地月平衡点任务轨道快速确定方法，属于航空航天技术领域。本发明实现方法为：建立地月旋转坐标系，确定Halo轨道的近似解析解并利用微分修正方法得到精确解，生成若干用于通讯约束振幅计算的Halo轨道；对月球背面区域进行网格化分，计算特征样本点与Halo轨道的几何关系。根据通讯约束指标，选取特征几何参数，构建面向通讯覆盖约束的回归方程，通过所述回归方程确定通讯约束与轨道振幅及着陆点的定量关系；根据任务约束，利用回归方程快速评估通讯条件，实现中继任务轨道确定。本发明能够实现不同通讯约束的任务轨道快速确定，确保月球背面着陆点的通讯覆盖，具有轨道确定效率高的优点。
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公开(公告)号：CN106679674B
公开(公告)日：2019-10-25
申请号：CN201611102885.1
申请日：2016-12-05
Applicant: 北京理工大学
IPC: G01C21/24
Abstract: 本发明一种基于星历模型的地月L2点Halo轨道阴影分析方法，属于航空航天技术领域。通过在地‑月‑星构成的限制性三体模型下建立动力学方程，在地月旋转系下生成L2点附近的Halo轨道。选定Halo轨道周期内的在轨时间th和对应的任务时刻T，将旋转坐标系下的Halo轨道转换到惯性系下。根据惯性坐标系下的日‑地‑星和日‑月‑星的相对位置，利用圆锥阴影模型判断卫星受地球和月球的遮挡情况。改变任务时刻T，重新计算日‑地‑星和日‑月‑星的相对位置，重新利用圆锥阴影模型进行阴影分析，直至使命轨道结束。改变Halo轨道的在轨时间th重复上述分析，计算得不同位置下的阴影分布情况。本发明真实程度更高，阴影分析考虑情况更加全面。
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公开(公告)号：CN106682274A
公开(公告)日：2017-05-17
申请号：CN201611103467.4
申请日：2016-12-05
Applicant: 北京理工大学
Abstract: 本发明是一种考虑振幅约束的Halo轨道在轨保持方法，属于航空航天技术领域。本发明通过在两个主天体和探测器构成的限制性三体模型下建立动力学方程，确定两个主天体和探测器构成的三体系统平衡点位置。确定大小天体和探测器构成的三体系统下平衡点附近的Halo轨道。根据扰动变量设计Halo轨道保持的微分修正算法。根据微分修正算法设计Halo轨道在轨保持策略。在真实星历环境下，考虑测量误差和执行误差，按照所述的轨道保持策略采用微分修正算法得到每次轨道修正的速度增量，按照速度增量进行轨道修正控制，可以实现满足振幅约束的Halo轨道在轨保持，同时尽可能降低轨道保持所需的燃料消耗。
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公开(公告)号：CN106679674A
公开(公告)日：2017-05-17
申请号：CN201611102885.1
申请日：2016-12-05
Applicant: 北京理工大学
IPC: G01C21/24
Abstract: 本发明一种基于星历模型的地月L2点Halo轨道阴影分析方法，属于航空航天技术领域。通过在地‑月‑星构成的限制性三体模型下建立动力学方程，在地月旋转系下生成L2点附近的Halo轨道。选定Halo轨道周期内的在轨时间th和对应的任务时刻T，将旋转坐标系下的Halo轨道转换到惯性系下。根据惯性坐标系下的日‑地‑星和日‑月‑星的相对位置，利用圆锥阴影模型判断卫星受地球和月球的遮挡情况。改变任务时刻T，重新计算日‑地‑星和日‑月‑星的相对位置，重新利用圆锥阴影模型进行阴影分析，直至使命轨道结束。改变Halo轨道的在轨时间th重复上述分析，计算得不同位置下的阴影分布情况。本发明真实程度更高，阴影分析考虑情况更加全面。
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公开(公告)号：CN102923324A
公开(公告)日：2013-02-13
申请号：CN201210499395.5
申请日：2012-11-29
Applicant: 北京理工大学
IPC: B64G99/00
Abstract: 本发明涉及一种基于不变流形与引力辅助的低能量行星逃逸轨道设计方法，特别适合于利用动平衡点的低能量深空探测任务轨道设计，属于航天器轨道机动技术领域。本方法基于近拱点庞加莱映射的分段匹配，首先通过引入近拱点庞加莱映射得到不变流形在近拱点处的轨道状态集；然后，根据实现行星际转移所需逃逸双曲线超速要求，采用数值迭代方法计算轨道状态集中不变流形每一分支应施加的机动脉冲，通过机动脉冲大小对比可以确定燃料最省逃逸对应的不变流形分支和需要的机动脉冲；具有算法简单、计算效率高等优点，能够为精确设计提供合理可行的初值猜测。
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