基于双冲量Lambert的快速定点入轨方法

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1、2015年第3期导弹与航天运载技术No.32015总第339期MISSILESANDSPACEVEHICLESSumNo.339文章编号：1004-7182(2015)03-0001-04DOI：10.7654/j.issn.1004-7182.20150301基于双冲量Lambert的快速定点入轨方法庄学彬，张耀磊，李君，晁鲁静，陈世立（中国运载火箭技术研究院研究发展中心，北京，100076）摘要：研究初始位置、转移时间都不固定的双冲量Lambert变轨问题，提出一种能量最省的由地球低轨道进入同步静止轨道的快速定点入轨方法。该

2、方法以两次变轨能量消耗和变轨时间为优化目标，以低轨道等待时间和转移轨道运行时间为约束条件，利用遗传算法寻优得到一条能量消耗少、定点入轨的双冲量快速转移轨道。仿真结果表明，本文方法与传统的Hohmann转移方法能量消耗接近，但轨道转移时间和冲量次数都减小，仿真结果验证了本文方法的有效性。关键词：双冲量；Lambert；快速定点入轨中图分类号：V448.2文献标识码：AMethodofFastFixed-pointOrbitTransferBasedonTwo-impulseLambertZhuangXue-bin,ZhangYao

3、-lei,LiJun,ChaoLu-jing,ChenShi-li(R&DCenter,ChinaAcademyofLaunchVehicleTechnology,Beijing,100076)Abstract:Two-impulseLambertorbittransferissuewithunfixedinitialpositionandtransfertimeisresearchedinthepaper.Amethodoffastdirectfixed-pointorbittransferfromlowearthorbitt

4、ogeostationaryearthorbitisproposedinthepaper.ThemethodusestwoimpulseenergyandtransfertimeastheoptimizationgoalandthewaitingtimeintheLEOandthegeosynchronoustransferorbittimeastheconstraints,andobtainsafasttwo-impulsefixed-pointtransferorbitwithlessenergyconsumptionbyg

5、eneticalgorithm.SimulationresultsdemonstratethattheenergyconsumptionofthismethodisapproximatetotheHoffmanorbittransfermethod,whilethetransfertimeandimpulsenumberarereduced.Theresultsshowthevalidityandfeasibilityofthismethod.KeyWords:Two-impulse;Lambert;Fastfixed-poin

6、torbittransfer0引言文献[2]采用自适应模拟退火遗传算法解决初始位置、轨道转移是航天器的一项常见任务，如从地球低目标位置和转移时间均不固定的Lambert最优转移问轨道（LowEarthOrbit,LEO）进入同步转移轨道题。文献[3]利用自适应模拟退火算法对异面椭圆轨道（GeostationaryTransferOrbit,GTO）或者地月转移轨双冲量Lambert轨道转移进行优化。文献[4]采用人工道、从GTO进入静止轨道（GeostationaryOrbit,GEO）免疫算法研究了总时间约束条件下燃料最省的等

7、。航天器轨道转移通常采用Hohmann转移和LambertLambert双脉冲变轨问题。文献[5]结合遗传算法和迭转移两种方式。传统的GEO卫星通常采用Hohmann代法研究了初始位置、目标位置和转移时间均不固定转移方式，由运载火箭将其送入GTO轨道，再利用卫的双冲量Lambert转移问题。星发动机多次变轨和调相实现GTO至GEO的轨道转本文以空间飞行器LEO至GEO轨道转移和定点移以及定点入轨。多次变轨和长时间调相不仅能够有入轨（直接进入GEO指定相位）为背景，研究初始位效减小引力损失和能量损耗、提高航天器寿命，另一置和转移时

8、间不固定、目标位置固定的双冲量Lambert方面可以通过地面精密定轨修正前一次变轨误差。然转移问题，提出了一种能量最省的快速定点入轨方法，而，对变轨窗口或任务需求有严格要求的空间飞行器，该方法以两次变轨能量消耗和变轨时间为优化目标、要求变轨时间短、响应时间快、冲