交会对接任务轨道控制规划设计与实施

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1、第20卷第1期2014年1月载人航天MannedspacenightV01．20No．1Jan．2014“交会对接技术与应用”专题交会对接任务轨道控制规划设计与实施李革非1’2，宋军1，刘成军1’2(1．北京航天飞行控制中心，北京100094；2．航天飞行动力学技术重点实验室，北京100094)摘要：针对我国空间交会对接轨道控制规划技术，研究了轨道交会优化、应急轨道控制、安全轨道防护和发射窗口规划等一系列关键问题。设计了全寿命周期交会对接任务轨道控制规划方案，从目标飞行器发射到飞船返回，对轨道控制进行了全程协同、全局优化。设计了相位、高度、圆化度多目标融合控

2、制算法；建立了规划变量对远距离导引终点六自由度的独立控制方程；设计了标称整体规划与动态逐级规划相结合的多模式规划策略；基于导引终点整体调整和局部调整的方式，实现了正常和应急条件下天地导引交接点的动态规划；提出了基于飞行控制过程建模的导引终点精度分析方法，确定了地面导引向自主导引切换的关键判据；建立了多约束交会对接发射窗口模型，构建了多任务多年度发射窗口集合。交会对接轨道控制规划技术成功应用于神舟八号、神舟九号和神舟十号交会对接任务。关键词：交会对接；轨道控制；导引终点；安全轨道；发射窗口中图分类号：V412．4+1；V526文献标识码：A文章编号：1674。

3、5825(2014)01旬001旬8DesignandImplementationofOrbitManeuVerProgramminginRendezVousandDockingMissionsLIGefeil一，SONGJunl，LIUChen裔unl，2(1．BeijingAerospaceContmlCenter，Beijing100094，China；2．ScienceandTechnologyonAerospaceFlightDynamicsLaboratory，Beijing100094，China)Abstract：Aimingattheorb

4、itmaneuverpro铲ammingtechniqueforChina’srendezvousanddockingmission，aseriesofs培ni6cantissuesconcemingtheorbitrendezvousoptimization，eme唱encyorbitmaneuVer，saf色tyorbitprotectionandlaunchwindowschemewerestudiedinthispapar，TheschemesoforbitmaneuVersprogrammingfromthelaunchofthetargetveh

5、icletothereturnofthechasespacecmftweredesignedandfheorbitmaneuverswerecoordinatedandoptimizeddu矗ngthefuU1ife·spanofRVD．Themulti-objectsyncretizedcontrolalgotithmfororbit’sphase，heightandeccentdcitywaspmposed．TheorbitmaneuVerVariables7independencecontmlequationswereestab-lishedforth

6、efar-distancerendezvous6一dimensionendpoints．Withthecombinationofnomalwholeprogramminganddynamicstepprogramming，multi—modeorbitrendezvousstrategieswereplanned．BasedontheoVeralladjustmentandpartialadjus{mentoftheguidingendpoint，noIHlalandemer-gencyrendezVousendpointswereachieVeddynam

7、iclly．Theanalysismethodfbrtherendezvousend-pointaccuracywasproposedbasedonRVDnightcontrolprocessmodelingandthekeycriterionfbrtheswitchofthegmundguidingtotheself-deteminationguidingwasdetemined．MuIti．restrictionRVDlaunchwindowmodelwasestablishedandtheRVDlaunchwindowformulti．missiona

8、ndmulti．yearaggregationsar