一箭多星发射飞行间距预示方法研究

《一箭多星发射飞行间距预示方法研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、第26卷第4期航天器工程Vo!．26No．42017年8月SPACECRAFTENGINEERINGl一箭多星发射飞行间距预示方法研究杨慧周静马利(北京空间飞行器总体设计部，北京100094)摘要针对一箭多星发射中的多颗卫星碰撞风险问题，文章在标称星箭分离力基础上叠加分离力的理论误差，基于在轨飞行数据得到姿态控制作用力，并加入到轨道预报模型中，提出了综合分离力误差、姿态控制作用力及轨道摄动影响的多重作用力分析模型，可实现对一箭多星发射条件下多个空间物体的最小飞行间距的预报。在工程任务中，采用该方法可以有效识别出卫星发生碰撞的风险，为确保卫星的飞行安全和发射任务的圆满完成奠定

2、基础。关键词一箭多星发射；飞行间距预示；碰撞规避中图分类号：V19文献标志码：ADoI：10．3969／j．issn．1673—8748．2017．04．001StudyonPredictionofSpacingBetweenSatellitesintheMulti—satelIiteLaunchMissionsYANGHuiZH()UJingMA(BeijingInstituteofSpacecraftSystemEngineering，Abstract：Toreducetheriskofcollisioninthemulti—satellite1aunchmission

3、s，theoreticalerrorisaddedintothenominalseparatingforcebetweensatellitesandlaunchvehicle，andtheattitudecontrolforcemodelbasedontheactualflightdataisincludedduringorbitpropagationinthispa—per．Finatlythemultipleapplyforcemodelisestablishedtoforecasttheminimumdistancebe—tweenspaceobjectsinthem

4、ulti—satellitelaunchmissionaccurately，includingtheinfluenceofseparatingforceerror，attitudecontrolforceandorbitperturbation．Furthermore，thepredictionmethodhasbeenvalidatedduringtheactualflightmissiontoprejudgethecollisionriskanditprovidesafoundationfortheflightsafetyandthelaunchaccomplishme

5、nt．Keywords：multi—satellitelaunch；predictionofspacingbetweensatellites；collisionavoidance1引言随着卫星编队飞行和星座组网等任务的兴起，国内外越来越多的卫星采用～箭多星的方式进行发射。为了确保飞行任务的安全，避免多颗卫星在星箭分离后发生碰撞，需要提前对各分离物体之间的最小飞行问距进行预示。目前，国内外一箭多星发射任务通常利用传统的无线电测定轨方法，采用测距、测角、测速等多种信息进行轨道确定和飞行问距测量口]。当多颗卫星飞行间距较小时，可以采用多站联合测距信息，对相对距离进行精确测量。如果

6、卫星位于地面光学系统可观测弧段内，可以采用地面光学系统进行进一步收稿日期：2017一04—07；修回日期：201706—20基金项目：国家重大科技专项工程作者简介：杨慧，女，研究员，导航卫星总设计师，研究方向为航天器总体设计。Email：2008yanghuiling@sina．COITI。、，alhC』，90Olgr，0eLB航天器工程26卷地精确测距，光学测距单次精度最高可达亚厘米量级。对于装载GPS接收机的航天器，亦可在发射后利用地面获取的GPS数据进行轨道确定和星间距离测量比j。对于国内采用一箭多星方式发射的中高轨道卫星，星箭分离点测轨参数通常是根据火箭内、外测数据

7、实时测出的。由于站点分布限制和轨道条件约束，卫星存在不可测控弧段或某些弧段仅有单站提供测距，这就导致无线电的定轨误差较大，而地面光学系统对中高轨卫星的观测弧段极为有限，因此利用现有的地面测控方式，无法实现多颗卫星飞行间距精确分析和预示。对于可利用GPS数据进行定轨的卫星，可基于GPS数据的简化动力学模型法及多项式拟合法进行星间距离测量和预示[2]，但这将依赖于GPS数据及其精度，且无法在发射前提供星间距离预示，进而无法提早识别多颗卫星之间的碰撞风险。此外，国内一箭多星发射任务中，卫星轨道预报中尚未考虑星箭分离作用力