基于實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的電推進(jìn)器推力估計(jì)及繞飛軌道保持.pdf

1、本文以航天科技集團(tuán)某院的在軌實(shí)驗(yàn)研究為基礎(chǔ),以空間站巡視衛(wèi)星的繞飛軌道為應(yīng)用背景進(jìn)行理論研究并對(duì)其繞飛軌道構(gòu)形進(jìn)行設(shè)計(jì)規(guī)劃。本文主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　首先通過數(shù)據(jù)分析和篩選,并利用電學(xué)公式對(duì)某空間任務(wù)中所使用的兩種電推進(jìn)器的推力進(jìn)行計(jì)算,并與技術(shù)指標(biāo)值進(jìn)行對(duì)比和分析;由于電學(xué)的方法中某些參數(shù)是由地面實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)所得,而地面實(shí)驗(yàn)條件與空間實(shí)驗(yàn)條件不同,故算出的推力值不夠精確,本文將利用在軌GPS測(cè)量的軌道數(shù)據(jù),通過空間坐標(biāo)轉(zhuǎn)換關(guān)系以

2、及軌道動(dòng)力學(xué)方程,并考慮J2攝動(dòng)項(xiàng)的影響,對(duì)推力值進(jìn)行反算,從而達(dá)到獲得更加準(zhǔn)確的推力值的目的,計(jì)算結(jié)果也將為后文空間站巡視衛(wèi)星的繞飛任務(wù)提供電推進(jìn)器的推力參考數(shù)據(jù)。
　　考慮地球非球形影響,建立了巡視衛(wèi)星相對(duì)與空間站的攝動(dòng)相對(duì)動(dòng)力學(xué)方程,基于線性化后的相對(duì)動(dòng)力學(xué)方程,設(shè)計(jì)了巡視衛(wèi)星的繞飛軌道,在二體問題下建立相對(duì)運(yùn)動(dòng)動(dòng)力學(xué)方程的方法主要是基于C-W方程的方法,本文首先在自然繞飛條件下,即外部環(huán)境的干擾力合力與推進(jìn)器推力完全抵消時(shí)

3、,通過C-W方程給出其解析解并通過推算得出繞飛軌道的構(gòu)形以及J2攝動(dòng)因素下的相對(duì)動(dòng)力學(xué)方程以及J2攝動(dòng)項(xiàng)對(duì)巡視衛(wèi)星繞飛軌道的影響,這些也為后文的繞飛軌道保持控制律設(shè)計(jì)和仿真提供了基礎(chǔ)。
　　在實(shí)際應(yīng)用中必須要在J2攝動(dòng)項(xiàng)的影響下盡量保持原有繞飛軌道構(gòu)形,本文在考慮J2攝動(dòng)項(xiàng)的情況下,推導(dǎo)出六個(gè)軌道根數(shù)的變化率,在設(shè)計(jì)繞飛軌道時(shí)先給出線性化處理的解析解,再通過實(shí)際情況下相對(duì)動(dòng)力學(xué)方程和基于Hill方程的相對(duì)動(dòng)力學(xué)的對(duì)比并做差,給出了