月地返回轨道误差分析和第一次中途修正时机

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1、第２０卷第４期载人航天Ｖｏｌ．２０Ｎｏ．４２０１４年７月ＭａｎｎｅｄＳｐａｃｅｆｌｉｇｈｔＪｕｌ．２０１４·工程技术·月地返回轨道误差分析和第一次中途修正时机１，２３１，２郑爱武，周建平，胡松杰（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；３．中国载人航天工程办公室，北京１００７２０）摘要：分析了月地返回飞行过程中的误差因素和量级采用蒙特卡洛法和统计理论，定量分析了月地返回轨道入轨时刻误差、入轨状态误差、入轨控制误差、转移段定轨误差、中途修正控制误差等各种误差对轨道终端参数的影响。给出了月地返回轨道中途修正的计算步骤，然后

2、以预期再入时刻和目标再入点为修正目标，采用微分改正法计算中途修正所需的速度增量。结合误差分析结果和测控条件，给出第一次中途修正时机的建议和一个具体算例，计算结果表明所提中途修正方法和策略可以修正入轨误差、定轨误差和控制误差的影响，使月地返回轨道可以按预期的再入时刻返回预定再入点。关键词：月地返回轨道；误差分析；蒙特卡洛法；中途修正中图分类号：Ｖ４１２畅４文献标识码：Ａ文章编号：１６７４-５８２５（２０１４）０４-０２８３-０７ErrorAnalysisofMoon-to-EarthTrajectoryandChoiceoftheFirstMidcourseCorrectio

3、nＺＨＥＧＮＡｉｗｕ，ＺＨＯＵＪｉａｎｐｉｎｇ，ＨＵＳｏｎｇｊｉｅ（１．ＫｅｙＬａｂｏｆＳｐａｃｅｆｌｉｇｈｔＤｙｎａｍｉｃＴｅｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００９４，Ｃｈｉｎａ；２．ＢｅｉｊｉｎｇＡｅｒｏｓｐａｃｅＣｏｎｔｒｏｌＣｅｎｔｅｒ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００９４，Ｃｈｉｎａ；３．ＣｈｉｎａＭａｎｎｅｄＳｐａｃｅＡｇｅｎｃｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１００７２０，Ｃｈｉｎａ）Abstract：ＴｈｅｅｒｒｏｒｆａｃｔｏｒｓａｎｄｔｈｅｉｒｌｅｖｅｌｉｎｔｈｅｆｌｉｇｈｔｏｆＭｏｏｎ-ｔｏ-Ｅａｒｔｈｔｒａｊｅｃｔｏｒｙｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄ．Ｂａｓｅｄｏｎａｓｐｅｃｉｆｉ

4、ｅｄＭｏｏｎ-ｔｏ-Ｅａｒｔｈｒｅｔｕｒｎｔｒａｊｅｃｔｏｒｙ，ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏｍｅｔｈｏｄａｎｄｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌｔｈｅｏｒｙｗｅｒｅｕｓｅｄｔｏｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅｌｙａｎａｌｙｚｅｔｈｅｉｍｐａｃｔｏｆｔｈｅｍａｉｎｅｒｒｏｒｓｏｎｔｈｅｔｅｒｍｉｎａｌｓｏｆｔｈｅｏｒｂｉｔｉｎｃｌｕｄｉｎｇｔｉｍｅｂｉａｓａｎｄｐｏｓｉｔｉｏｎｅｒｒｏｒｏｆｔｒａｎｓｅａｒｔｈｉｎｓｅｒｔｉｏｎ（ＴＥＩ），ｏｒｂｉｔｃｏｎｔｒｏｌｅｒｒｏｒ，ｏｒｂｉｔｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｅｒｒｏｒａｎｄｍｉｄｃｏｕｒｓｅｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎｅｒｒｏｒ，ａｎｄｅｔｃ．Ｔｈｅｃａｌｃ

5、ｕｌａｔｉｏｎｓｔｅｐｓｏｆｍｉｄｃｏｕｒｓｅｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎｏｆＭｏｏｎ-ｔｏ-Ｅａｒｔｈｔｒａｊｅｃｔｏｒｉｅｓｗｅｒｅｇｉｖｅｎ．Ｔｈｅｎｕｓｉｎｇｔｈｅｓｐｅｃｉｆｉｅｄｒｅｅｎｔｒｙｔｉｍｅａｎｄｔｈｅｒｅｅｎｔｒｙｐｏｉｎｔａｓｔｈｅｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎｔａｒｇｅｔｓ，ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｂａｓｅｄｏｎｌｉｎｅａｒｐｅｒｔｕｒｂａｔｉｏｎｗａｓａｄｏｐｔｅｄｔｏｃａｌｃｕｌａｔｅｔｈｅｖｅｌｏｃｉ-ｔｙｉｎｃｒｅｍｅｎｔｏｆｔｈｅｍｉｄｃｏｕｒｓｅｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ．Ｔｈｅｎｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ

6、ａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｔｈｅｆｉｒｓｔｍａｎｅｕｖｅｒｏｐｐｏｒｔｕｎｉｔｙｏｆｍｉｄｃｏｕｒｓｅｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎｗａｓｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄａｎｄａｓｐｅｃｉｆｉｃｓａｍｐｌｅｗａｓｇｉｖ-ｅｎ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｍｉｄｃｏｕｒｓｅｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄａｎｄｓｔｒａｔｅｇｙｓｕｇｇｅｓｔｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒｃａｎｗｅｌｌａｍｅｎｄｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｔｈｅＴＥＩｅｒｒｏｒ，ｏｒｂｉｔｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｅｒｒｏｒａｎｄｏｒｂｉｔｃｏｎｔｒｏｌｅｒｒｏｒ．ＴｈｅＭｏｏｎ-ｔｏ-Ｅａｒｔｈｔｒａｊｅ

7、ｃｔｏｒｙｃａｎｒｅｔｕｒｎｔｏｔｈｅｓｐｅｃｉｆｉｅｄｒｅｅｎｔｒｙｐｏｉｎｔａｔｔｈｅｅｘｐｅｃｔｅｄｒｅｅｎｔｒｙｍｏｍｅｎｔ．Keywords：Ｍｏｏｎ-ｔｏ-Ｅａｒｔｈｔｒａｊｅｃｔｏｒｙ；ｅｒｒｏｒａｎａｌｙｓｉｓ；ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏｍｅｔｈｏｄ；ｍｉｄｃｏｕｒｓｅｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ［１-３］行分析的论文较多，而对月地返回轨道及其中１引言途修正进行研究的论文很少。作者曾采用协方差在飞行任务中，存在很多不可避免的误差，比法，建立轨道误差传播方程，对月地返回轨道的最如入轨误差、定轨误差、轨道控制误差以及