人工拉格朗日点附近的被动稳定飞行

利用太阳帆能在三体问题中实现人工拉格朗日点,人工拉格朗日点克服了经典拉格朗日点位置固定的缺点,研究人工拉格朗日点的被动控制对深空探测有重要的意义。理论上人工拉格朗日点都不稳定,研究表明在被动控制下存在某些人工拉格朗日点的稳定特性与稳定平衡点非常接近,在工程上可以认为稳定。被动控制可以通过设计太阳帆来实现,本文给出了被动稳定太阳帆的设计,在该设计下考虑轨道和姿态的耦合动力学方程。基于该耦合方程研究了人工拉格朗日点的稳定性。仿真结果表明被动太阳帆使得人工拉格朗日点稳定。

基于人工拉格朗日点太阳帆的导航卫星自主定轨技术

为提高导航星座的自主导航能力,提出一种基于人工拉格朗日点太阳帆的导航卫星自主定轨方法。在导航卫星星间测距的基础上,利用太阳帆提供的空间实时位置信息,来消除导航星座的整体旋转和漂移对自主定轨的影响。选用第一类无奇点根数作为状态变量,利用EKF滤波器融合卫星动力学信息及两类测距信息进行自主定轨。利用GPS导航星座的IGS精密星历进行了仿真试验,仿真结果表明了该方法不仅能够保证导航卫星自主定轨的长期稳定性,且与结合星间测距和星间测向的自主定轨方法相比,定轨精度更高。

基于人工拉格朗日点太阳帆的导航卫星自主定轨技术

导航卫星星座系统是当今应用民事与军事最为广泛的一种现代空间技术手段。时至今日,我国发送太空的卫星数量越来越大,相关的地面控制成本随之增大,且要求精密程度非常之高。有效提升导航星座实现导航功能的自主性和降低地面控制系统的复杂性要求,笔者提出基于人工拉格朗日点太阳帆的导航卫星自主定轨技术手段。该技术是以导航卫星星间测距为基础,通过太阳帆获取空间即时坐标信息来去除导航卫星转体与漂移于自主定轨的干扰。将第一类无奇点根数作为导航卫星的状态变量,通过EKF滤波器结合卫星动力学理论、相关测距信息实现导航卫星的自主定轨。由GPS导航卫星IGS星历完成相应的仿真试验,该试验在满足导航卫星自主定轨持续稳定和定轨精度两个方面影响颇深。显然,这两方面的优势主要是与星间测距和星间测向比较而言的。

连续小推力非开普勒悬浮轨道研究综述

连续小推力非开普勒悬浮轨道在深空探测与地球极地观测任务中有着重要的应用前景。归纳了电推进、太阳帆推进等连续小推力技术的发展历程与现状;阐述了日心、行星悬浮轨道的动力学特性、稳定性、轨道保持策略;分析了三体问题下人工拉格朗日点的优势及其在深空探测方面的应用;讨论了悬浮轨道编队飞行的研究方法与控制策略。最后针对小推力悬浮轨道研究发展面临的难题,提出了研究新思路和应用新方向。