考虑观测的双冲量最优交会研究

《考虑观测的双冲量最优交会研究》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29卷第1期2010年2月飞行器测控学报JournalofSpacecraftTT&CTechnologyV01．29NO．1Feb．20lO考虑观测的双冲量最优交会研究。杨雪榕，梁加红(国防科技大学机电工程与自动化学院·湖南长沙·410073)摘要：针对跟踪星主动交会目标星的轨道转移问题，给出了考虑观测的双冲量最优交会迭代算法。首先对考虑观测的轨道交会问题进行了分析，给出了椭圆转移轨道的存在性判定方法。在此基础上，给出了基于粒子群的优化求解方案。经过对两异面椭圆轨道转移问题的仿真解算，求得了最优交会轨道，验证了算法的正确性。该

2、研究成果可作为工程应用的有益参考，并为其他带约束的轨道交会优化问题提供可行的求解方案。关键词：轨道交会；Lambert问题；地面观测；粒子群算法；优化中图分类号：V412文献标识码：A文章编号：1674—5620(2010)01—0068—05ResearchonOptimalDual—Impulse’RendezvousIncorporatin2GroundObservation：dbservationslnC0rporatlng‘jYANGXue—rong。LIANGJia—hong(CollegeofMechatronics

3、EngineeringandAutomation，NUDT，Changsha，HunanProvince410073)Abstract：Aniterativealgorithmforoptimaldual—impulserendezvousincorporatinggroundobservationsisproposedtosolveinitialorbital．rendezvousproblemsbetweenthetrackerandthetargetsatellite．First，rendezvousincorpora—ti

4、nggroundobservationsisanalyzedandexistencedecisionmethodforellipticaltransferorbitisproposed．Basedonthis，aparticleswarmoptimizationschemeispresented．Optimaldual-impulserendezvousellipticalorbitisobtaineelandcorrectnessofthealgorithmisvalidatedthroughsimulationoftwosat

5、ellitesintwodifferentorbitplanes．Thealgorithmproposedinthepapercanbeusedasthefoundationforengineeringapplicationsanddeterminationofopti—realsolutionstootherrendezvousproblemswithconstraints．Keywords：Rendezvoust：LambertProblem；GroundObservation；ParticleSwarmOlptimizati

6、on；OptimizationO引言在工程应用中，地面轨道观测是确定卫星自身运动状态的较为成熟和精确的方法。由于轨道观测依赖于地面观测站点，所以在观测弧段内具有较高的状态估计精度，而在观测弧段之外，只能依靠轨道动力学推演和预报获得卫星运行状态。现阶段，航天器的自主定轨和自主控制能力都没有达到工程应用的要求，加之出于控制安全性考虑，航天器进行轨道控制时，一般是在地面控制参与下完成的，即航天器的轨道控制需要处于地面观测站的观测弧段之内。文献[1]对空间交会中的Lambert问题进行了分析，文献[2]给出了空间多圈Lambert算法，解

7、决了2个确定空间位置之间的Lambert轨道交会问题。但是考虑观测的轨道交会，其交会点火参数由观测窗口决定，必然存在最优交会方案，现阶段还没有具体求解算法。随着Kennedy和Eberhart两位学者提出了粒子群算法(PSO)[3]，PSO已经被用于多个领域“’5]。PSO的优势在于算法简单，易于实现，不需要求解问题的梯度信息，参数少等特点∞]。粒子群算法作为全空间最优搜索算法，避开了求导问题，对非线性寻优比较适用。本文针对跟踪星主动交会目标星的轨道转移问题进行分析，利用双冲量Lambert轨道交会算法，考虑观测站约束，将给出基于

8、粒子群的迭代优化算法。在本文的最后将给出一个异面椭圆轨道转移问题的仿真实例，以验证本文算法的正确性。-收稿日期：2009—12～02；修回日期：2010～0l一06基金项日：国家部委基金资助项目(9140A20010409KG0153)第一作者简介