摘要：考虑J2项摄动力对参考卫星轨道的绝对影响和对伴随卫星轨道的相对影响,应用拉格朗日方法,在笛卡尔坐标系下,给出了一组考虑J2项摄动的线性化的编队卫星相对动力学方程。该方程考虑了J2项摄动力带来的相对运动平面内外的耦合和短周期项的影响,有效地提高了相对动力学模型的精度。仿真结果表明,该方程组可有效地描述J2项摄动条件下编队卫星的相对运动,其误差只有二体非线性模型的10%,利用其设计的水平圆编队半径的相对误差不超过1%,并且由于是线性化的微分方程描述,可方便地应用到编队卫星导航、制导与控制系统的设计中。

摘要：考虑非线性和椭圆参考轨道等因素,选择编队卫星周期性绕飞的初始条件,设计自然周期性绕飞轨道,对长期编队飞行是十分必要的。然而利用Hill方程确定初始绕飞条件,设计长期编队飞行的轨道,具有很大的误差。本文在考虑非线性和椭圆参考轨道等因素的条件下,利用数字优化技术寻找周期性绕飞的初始条件,设计不消耗任何燃料的编队卫星轨道。优化的结果可用来研究周期性绕飞轨道必须满足的条件,加强对编队机理的认识。数值仿真结果验证了优化结果的正确性和有效性。

摘要：以椭圆参考轨道周期性线性绕飞条件为约束,给出了形式简单直观的椭圆参考轨道周期性相对运动的解析解。该解析解消除了Carter解中的定积分项,具备简单的表达形式,可方便快速地设计椭圆参考轨道编队卫星的构形。通过对周期性解析解的直观分析,设计了椭圆参考轨道水平圆编队构形,将水平圆构形的设计由传统的圆参考轨道推广到椭圆参考轨道;分析了椭圆参考轨道水平圆构形的特点,并研究了它的演变规律。该研究加深了对椭圆参考轨道周期性相对运动的理解,扩展了水平圆编队的应用范围。

摘要：交会精度分析是交会对接任务设计和实施过程的一类重要问题。传统的Monte Carlo方法计算成本较高,协方差方法对于大导航偏差或长时间交会问题误差较大。针对这些问题,提出了一种新的非线性交会精度分析方法。采用协方差分析描述函数法(covariance analysis description equation technique,CADET),考虑导航偏差和控制偏差,建立了含J2摄动的非线性交会精度分析模型。采用一个寻的交会问题和多圈非共面交会问题测试了提出的算法,并和Monte Carlo方法及协方差方法进行比较。结果表明,相比Monte Carlo方法和协方差方法,导航偏差较大或长时间交会时采用CADET方法,计算速度快、精度高,具有较好的工程实用价值。

摘要：为解决编队卫星在近地空间复杂力学环境特别是地球非球形摄动作用下构型易发散的问题,给出一种基于改进线性二次型调节器的编队卫星构型控制方法。该方法先估计近地空间编队卫星构型设计时由未建模摄动力引起的误差最大有界范围,再利用误差最大有界范围的二范数改进经典的线性二次型调节器控制方法,提高经典线性二次型调节器控制器在控制编队卫星构型时的鲁棒性。为评价改进方法的有效性,给出了一种鲁棒性强弱的量化评判标准。仿真结果表明,改进的方法可以大大提高经典线性二次型调节器方法的鲁棒性,增强编队卫星控制方法对各种不确定项的抵御能力。

摘要：航天器单脉冲机动异面可达域为分析异面机动任务的可行性提供了依据,有助于提高航天器异面轨道机动任务的设计效率。为求解航天器单脉冲机动异面可达域,首先分析了目标平面的可达性问题。在目标平面可达的情况下,将可达域分为两个区域,并给出两个区域存在的条件。在此基础上根据几何关系,将涉及改变轨道面的可达域问题简化为仅在平面内机动的可达域问题。对于平面可达域问题,提出了一种高效率的精确计算方法。由此,进一步给出了航天器单脉冲机动异面可达域的求解算法,并进行了仿真验证。结果表明,上述方法所得可达域与拟合法所得结果一致,可以精确给出航天器单脉冲机动异面可达域。

摘要：路径跟踪系统是无人机控制系统的重要组成部分,决定了无人机能否可靠地按照预设路径飞行。针对现有的无人机路径跟踪制导方法跟踪变曲率预设路径时存在的稳定性差和参数不易整定等问题,结合目前主流的几何方法与反馈控制方法,提出了一种基于曲率圆的无人机路径跟踪制导方法。首先使用几何方式计算出虚拟跟踪点,将一般路径的跟随问题转化为跟踪圆弧问题;然后利用反馈线性化的思想,设计加速度指令。理论分析和数值仿真结果表明,与现有的L1非线性制导方法和舵手行为制导方法相比,曲率圆跟踪制导方法具备稳定可靠、参数易整定和跟踪精度高的优点。