月地转移轨道快速设计方法

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1、2014年3月北京航空航天大学学报March2014第40卷第3期JournalofBeijingUniversityofAeronauticsandAstronauticsV01．40No．3月地转移轨道快速设计方法郑爱武周建平刘勇(北京航空航天大学宇航学院，北京100191)(航天飞行动力学技术重点实验室，北京100094)摘要：月地转移轨道设计一般分为初步轨道设计和精确轨道设计．其中，初步轨道设计的准确性是确保后续精确轨道设计收敛的关键．提出了一种基于Lambert算法的月地转移轨道快速设计方法．以出月球影响球的时刻、位置和速度为中间变量，将轨道分为地心段和月心段分别进行计算．将探

2、测器飞出月球影响球至指定再入点的地心段轨道简化为一个Lam-bert问题进行求解，提出了通过牛顿迭代法求解月地转移轨道Lambert问题的方法，避免了Lambert问题求解时大量的超几何函数和级数计算，提高了计算效率．在月心段轨道的快速计算中，提出了根据探测器出影响球速度矢量、月球停泊轨道倾角和近月点高度计算月心双曲线轨道根数的新方法．通过迭代计算，使得两段轨道在月球影响球处的位置和速度连续，从而获得一条完整的满足两端约束的双二体月地转移轨道．该方法计算速度快，精度相对较高．计算结果可以作为后续精确轨道设计的初值．关键词：月地转移轨道；Lambert问题；双二体模型；牛顿迭代法中图分类号

3、：V412．4文献标识码：A文章编号：1001—5965(2014)03-0344-06Fastdesignmethodofmoon--to··earthtransfertrajectoryZhengAiwuZhouJianping(SchoolofAstronautics，BeijingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Beijing100191，China)LiuYong(ScienceandTechnologyonAerospaceFlightDynamicsLaboratory，Beijing100094，China)Abstract：

4、Designofmoon—to—earthtransfertrajectoryisgenerallydividedintotwophases，preliminaryor—bitdesignandpreciseorbitdesign．Amongthem，theaccuracyofpreliminarydesignisthekeytotheconver-genceofprecisedesign．Afastdesignmethodofmoon—to—earthtransfertraj"ectorybasedonLambertalgorithmwasproposed．Thetimewhenthe

5、probepiercingthelunarsphereofinfluence，thepositionandthevelocityatthatmomentwereusedasintermediatevariables．Themoon—to-earthtransfertrajectorywasdividedintotwosegmentstocalculateseparately，geocentricsegmentandlunarsegment．Intherapidcalculationofgeocentricsegment，thegeocentricflightfromthepointwhe

6、retheprobepiercingthelunarsphereofinfluencetothespecifiedreentrypointwassimplifiedasaLambertproblem，whichwassolvedbyNewtoniterativemethod．Itgreatlyimprovedthecomputationalefficiencybyavoidingalargenumberofhypergeometricfunctionsorseriescalculations．Intherapidcalculationoflunarsegment，anewmethodwa

7、spresentedtoobtainthemooncen-teredhyperbolicorbitelementsaccordingtothevelocityvectoratthesphereofinfluence，theinclinationandperilunealtitudeofthelunarparkingorbit。Makingthepositionandvelocityvectorsofthetwosegmentscon