先验模型在载人飞船轨道返回泄压中的应用

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1、第20卷第1期载人航天V01．20No．12014年1月MannedSpacenightJan．2014先验模型在载人飞船轨道返回泄压中的应用张宇1一，谢剑锋1一，王健1一，陈明1一，段成林1'2(1．航天飞行动力学技术重点实验室，北京100094；2．北京航天飞行控制中心，北京100094)摘要：载人飞船返回前为保证正常分离而采用了泄压的模式。分析返回泄压影响轨道的问题，建立相应的简化轨道泄压力经验模型，利用载人飞船返回前的测轨数据进行分析，得到了一致的泄压摄动加速度，并将该参数和模型应用于神舟十号载人飞船返回

2、过程中。结果表明，飞船轨道预报至返回制动点的精度达到百米级，与以前的飞船返回过程相比有效提高了制动点的预报精度。关键词：栽人飞船；返回泄压；轨道计算；先验模型中图分类号：V423．4+l文献标识码：A文章编号：1674_5825(2014)01旬037旬6ApplicationofPrioriModelinorbitReturnReliefofMannedSpaceshipZHANGYul一，XIEJianfen91一，WANGJianl一，CHENMin91一，DUANChenglinl’2(1．Science

3、andTechnology0nAemspaceFlightDynamicsLabomtory，Beijingl()0094，China；2．BeijingAemspaceContmlCenter，Beijing100094，China)Abstract：ThepressurereliefmodewasadoptedbythenoⅡnalseparation．Inthispaper，theimpactofandasimpli6edtrackventpressureempiricalmodelmannedspaces

4、hipbeforereentrysoastoensurepressurerelief0ntheretumtmckwasanalyzedwasestablished．Themeasuredorbitdataofthemannedspaceshipbefbreretumwasanalyzed．Thepressurereliefwasconsistentwiththepenurba·tionacceleration．ThepammetersandmodelswereusedintheretumpredictionofS

5、henzhou10mannedspaceship．Theresultsshowedthattheaccuracyf而morbitpredictiontotheretumbrakingpointreachedtoa100meterscale．ComparingwiththepreviousspaceshipI．etums，thefbrecastac—curacyofthebrakingpoiIltsweresignmcantlyimproVed．．Keywords：mannedspaeeship；retumreli

6、ef；orbitdetemlination；priorimodel引言载人飞船在返回前为了保证返回舱分离安全，设计了轨道舱泄压模式，并在飞船返回前实施。实施过程中轨道舱的泄压通道释放舱内气体，其效果与发动机轨控的喷气相似¨驯，直接影响为改变载人飞船的正常运行轨道。载人飞船返回泄压影响分析显示，泄压前后轨道变化为公里量级，直接导致飞船返回制动点的计算精度和落点返回精度受到了影响。10‘141，这为载人飞行任务的测控、自主导引和地面搜救都带来较大的挑战。2问题分析载人飞船泄压直接导致了轨道在径向(尺)、沿迹向(丁)和

7、轨道面(Ⅳ)受到了不均衡的力，如果泄压过程中姿态失稳，还会有发动机喷气带来的姿控推力。图1给出了两次载人1s船返回前的轨道舱泄压给运行轨道带来的影响，其中时间起点均为泄压开始时间，泄压时间大约为1小时，同时将轨道影响推至飞船返回制动点‘15。201。收稿日期：2叭3．10-25；修回日期：2叭3-12-24基金项目：国家自然科学基金(11173005，l1073047，11203003)作者简介：张宇(1979．)，男，硕士，T程师，研究方向为航天器轨道计算与精度分析。E—mail：zackyzy@163．com

8、38载人航天第20卷图l两次载人飞船泄压过程对轨道预报影响Fig．1ReⅡefmannedspacecrafttwiceduringtheforecastimpactonthetmck通过图1可知：通过轨道预报与精密的载人飞船星历比较，两次载人飞船泄压给轨道带来的影响基本一致，其中径向(R)误差最大1km，沿迹向(丁)误差最大超过4km，轨道面(／＼，)误差最大超过了50