摘要：自然情况下,由地球非球形摄动J2项形成的冻结轨道的倾角必须等于某临界倾角,限制了冻结轨道的应用范围.文章提出仅在横向或者在横向以及径向2个方向均施加连续常值小推力的2种控制策略,在非临界倾角条件下,实现"人工"冻结效果.对控制策略进行了优化设计,在确保不会对其他轨道要素的长期变化产生影响的前提下,使得燃耗最小.进一步从理论上证明了横向控制比径向控制更节省能量.仿真算例表明,相比已有的2种研究方法,本文提出的能量最优控制策略相同条件下可分别节省54.6%或86%的燃料.

摘要：非临界倾角自然冻结轨道要求近地点幅角为90°,偏心率在1×10^(-3)量级,并且偏心率与轨道倾角和半长轴有特定的对应关系,苛刻的要求极大地限制了轨道根数选择的多样性.研究表明,施加常幅值、方向半轨道周期切换的横向连续小推力可以形成任意轨道根数的小偏心率人工冻结轨道,放宽自然冻结轨道对轨道根数的严苛限制.维持小偏心率人工冻结轨道的横向连续推力a_T与半长轴的平方根成正比,与偏心率大小成反比;在临界倾角i_C附近,推力a_T与倾角偏置量△i近似成正比,且长期维持的燃料消耗较小.此外,在进行仿真计算时还需考虑拟平均轨道根数与瞬时轨道根数的转换.