太阳同步(准)回归轨道卫星的轨道保持方法研究

文中使用解析方法对太阳同步 (准 )回归轨道卫星动力学特性进行了研究 ,分析了非球摄动、大气阻力摄动和太阳引力谐振等主要摄动因素对太阳同步 (准 )回归轨道卫星的影响 ,并以此为依据对太阳同步 (准 )回归轨道卫星的轨道保持方法进行了探讨。定量分析结果表明 ,该方法切实可行 ,可以为轨道设计和轨道控制研究工作提供参考。

对地观测卫星太阳同步轨道的快速设计方法

对地观测卫星轨道具有全球目标覆盖和太阳同步两种特性 ,通过设计轨道周期和轨道倾角可以获得这些特性。为此 ,给出了一种能十分简便、快速地完成轨道初步设计的方法 ,为轨道精密复算和开展卫星姿态控制等分系统设计提供技术支持。此外还揭示了星载探测仪器在地面上产生的扫描带的分布排列规律 ,分析了轨道衰减和复升问题。

太阳同步卫星的轨道设计

在轨道六要素的基础上,分析了卫星太阳同步轨道设计时降(升)交点地方时、升交点赤经,以及冻结轨道参数等的确定方法。并给出了在轨道交点周期、回归圈数、回归周期、重复周期和其他因素等约束条件下的轨道设计要点。最后给出了一个轨道高度750～800km,卫星太阳同步轨道、冻结轨道和回归轨道的算例。

月球大椭圆太阳同步测控回归冻结轨道设计

针对我国嫦娥六号月背采样返回任务中继通信的需求,提出了一种全新的月球大椭圆太阳同步测控回归冻结轨道类型及其相应的设计方法。采用von Zeipel正则变换方法,建立了考虑地球三体引力1阶、2阶项和月球J2项的大椭圆环月轨道的平均运动方程。基于平均运动方程,给出了冻结轨道所需满足的条件和相应的约束方程。在冻结轨道的基础上,进一步提出了太阳同步冻结轨道的条件,揭示了其针对月背采样返回任务可长期稳定保持和指定采样点的光照条件的独特优点,并解决了中继卫星轨道与嫦娥六号多窗口发射匹配的难题;在近地轨道节点周期概念的基础上,提出了月球轨道的测控回归概念,并建立了相应的约束方程,实现了使命轨道周期与测控条件重复周期的共振,进而长期保持稳定的测控条件。以嫦娥六号中继使命轨道设计为背景,给出了同时满足冻结、太阳同步和测控回归这3个条件的月球大椭圆中继轨道设计流程和设计结果。利用真实全摄动模型对轨道设计结果进行了仿真验证,结果表明:所给出的中继轨道参数冻结良好,与太阳同步稳定,测控回归精度高,可以完全满足嫦娥六号月背中继任务要求。

基于迭代修正方法的严格回归轨道设计

通过分析太阳同步回归轨道的轨道根数和星下点经度/纬度的关系,推导了一组轨道根数的修正公式。基于高精度轨道动力学模型和升交点位置确定方法,构造了关于轨道半长轴和轨道倾角的迭代修正方法。针对偏心率矢量的动力学系统所具有的极限环特性,构造了平均法求其解析近似,从而实现冻结轨道特性对偏心率和近地点幅角的迭代修正。结合迭代修正,得到一组严格回归的轨道根数。该轨道能够重访空间目标点,具有较高的回归精度。

地球同步轨道长寿命卫星热控涂层太阳吸收率性能退化研究

文章介绍了15年地球同步轨道环境对卫星表面太阳吸收率性能影响的试验模拟研究,研究结果为长寿命卫星热设计及热控涂层选择和研制提供可靠依据;介绍自行研制的空间低能综合环境试验设备、太阳吸收率原位测试系统和空间低能综合环境模拟试验方法,并对航天器常用的S781白漆、SR107ZK白漆、F46镀银和OSR二次表面镜热控材料进行空间低能综合环境模拟试验,获得了这些热控涂层在地球同步轨道15年期间太阳吸收率性能退化模拟数据,与已有的飞行试验数据进行对比研究,取得满意的结果。

地震监测SAR卫星需求分析与轨道设计

通过对SAR卫星在地震监测任务中的需求分析,确定者这种卫星应该具备干涉和大视角两种工作模式,并利用太阳同步准回归轨道设计方法初步进行了地震监测SAR卫星的轨道设计。

通用卫星轨道的可视化向导式设计软件开发

通过研究太阳同步轨道、地球静止轨道、回归轨道、太阳同步回归轨道及冻结轨道的数学模型,开发了设计软件和人机交互界面,并通过与国际上最通用的卫星设计工具包stk的设计结果的比较及分析,验证了软件设计的正确性。最后从总体的角度介绍了本软件。

任务轨道设计

本文首先说明太空任务与轨道设计的关系 ,接着介绍轨道的基本性质。从地球重力势的观点看各种常用的绕地轨道 ,包括地球和太阳同步轨道及Molniya轨道。从扰动的观点看常用的星际轨道 ,包括LISA、ASTROD、SOHO轨道。最后对星际轨道设计 ,说明二点边界值问题的数值解法、飞掠星体的应用、最佳化的考虑 ,并用以设计 2 0 1 5年发射的ASTROD初步任务轨道。

基于 STK的星座设计与性能评估

分析了区域性覆盖星座的任务要求及设计特点 ,结合我国周边地区的地理情况 ,提出了一种利用太阳同步回归轨道的低轨道区域性覆盖星座设计方案 ,并应用 STK仿真软件完成了该星座的设计与性能评估。仿真结果表明 。