空間飛行器快速繞飛制導(dǎo)方法研究.pdf

1、隨著航天技術(shù)的不斷發(fā)展，小衛(wèi)星臨近空間任務(wù)受到了國(guó)內(nèi)外的廣泛關(guān)注，針對(duì)非合作目標(biāo)的自主繞飛任務(wù)就是其中重要的組成部分。繞飛運(yùn)動(dòng)是指空間一個(gè)航天器(追蹤星)周期性的環(huán)繞另外一個(gè)航天器（目標(biāo)星）的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，其在交會(huì)對(duì)接、編隊(duì)飛行、目標(biāo)偵查以及在軌維修等多個(gè)太空任務(wù)中發(fā)揮著重要的作用。本文針對(duì)非合作目標(biāo)的自主繞飛問(wèn)題進(jìn)行了深入的研究，分別設(shè)計(jì)了近距離接近段的制導(dǎo)策略以及自主繞飛段的快速繞飛形式，主要內(nèi)容包括：
　　首先，建立了己方航天器

2、和非合作目標(biāo)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)模型。針對(duì)繞飛過(guò)程的不同階段，分別采用C-W方程和視線制導(dǎo)方程來(lái)描述二體之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)；然后根據(jù)實(shí)際工程背景，提出了己方航天器的導(dǎo)航裝置和發(fā)動(dòng)機(jī)的配置方案，推導(dǎo)出視線信息的解算方程，為接近段制導(dǎo)方法的設(shè)計(jì)提供基礎(chǔ)。
　　其次，研究了近距離接近段的制導(dǎo)問(wèn)題。首先分析了形成自然繞飛的充分條件，并將其作為接近段的終端條件；隨后提出了接近段的制導(dǎo)策略，將接近過(guò)程劃分為直線接近和環(huán)繞接近兩個(gè)階段，對(duì)這兩個(gè)階段的制導(dǎo)律進(jìn)

3、行了分析和設(shè)計(jì)，定量分析了制導(dǎo)律的切換條件；最后，通過(guò)仿真驗(yàn)證了接近段制導(dǎo)策略的有效性。
　　再次，針對(duì)非合作目標(biāo)的快速繞飛問(wèn)題，對(duì)單脈沖水滴繞飛和雙橢圓受控繞飛這兩種簡(jiǎn)單易行的繞飛形式進(jìn)行了分析與設(shè)計(jì)。首先引入擴(kuò)展相對(duì)軌道要素的概念對(duì)受控繞飛軌道進(jìn)行了描述，使軌道的大小、形狀、方位等信息能夠直觀體現(xiàn)；隨后分析了單脈沖水滴繞飛和雙橢圓受控繞飛的約束條件，對(duì)繞飛軌道進(jìn)行了設(shè)計(jì)，使其滿足工程需求，最后通過(guò)仿真驗(yàn)證了受控繞飛的優(yōu)越性。<