摘要：限制性三体问题下共线平动点附近的拟周期轨道在深空探测中具有重要的实际应用价值,得到了各航天大国的广泛重视。通过将动力学中心流形结构引入轨道控制方法的设计之中,得到了基于投影到中心流形的共线平动点拟周期轨道稳定保持策略。首先推导了会合坐标到中心流形坐标的正则变换方法,在此基础上设法通过引入轨道机动,将偏差状态点投影到中心流形上,从而达到消除不稳定分量的目的。该方法充分整合了平动点的动力学特性,并且也适用于周期轨道的稳定保持。通过对Lissajous轨道和晕轨道的数值仿真表明,该方法较以往方法具有更强的稳定性,能在显著降低轨控燃料消耗的基础上达到较好的稳定保持效果。

摘要：随着深空探测成为航天领域的研究热点,与其密切相关的三体问题基础研究也日益重要,尤其是在深空探测任务设计中处于基础地位的共线平动点附近运动的研究,更是具有重要的工程应用价值。在圆型限制性三体问题下,对共线平动点附近运动近似解析解的研究已经较为全面,但在更接近真实情况、更具一般性的椭圆型限制性三体问题下,相应的研究却相对较少。针对此背景,参考借鉴圆型限制性三体问题的研究方法,首先根据平动点的特性计算出平动点的位置,然后将非线性三体动力学模型在共线平动点处线性化,最后结合线性系统理论,获得了椭圆型限制性三体问题下共线平动点附近运动的近似解析解,并将其与经典的圆型限制性三体问题下的近似解析解进行对比分析,仿真结果证明了方法的有效性,同时也表明所推导的椭圆型限制性三体问题解析解相比圆型限制性三体问题解析解具有更高的精度。

摘要：首先提出一种基于角度-距离坐标的Poincare截面表示方法,从而使截面坐标与相空间状态点具有一一对应的关系。基于这种方法,研究了共线平动点不变流形附近相流所独有的扭转特性。为了克服流形管道破裂的问题,通过设计一种打靶方法,计算并分析了相流长期演化的转移特性。充分利用这些相流的特性,可用来指导深空探测器的轨道设计,得到能量消耗更少的探测器飞行轨道。

摘要：基于圆型限制性三体问题的不变流形,研究了一种节能登月轨道的设计问题。首先在R ich-ardson给出的Halo轨道三阶近似解析解基础上,得出更精确的Halo轨道数值解。将系统沿Halo轨道线性化,根据相关理论求得Halo轨道附近的不变流形。随机选取Halo轨道上一点,根据该点附近的不变流形特性给出了具体的节能登月轨道设计方案。通过算例仿真,证明该方法比Hohmann变轨登月轨道要节省能量。

摘要：平动点轨道特殊的空间位置及动力学特征,使其在深空探测中具有重要的应用。以日-火系平动点轨道(Lissajous与Halo轨道)任务为目标,结合平动点轨道的不变流形理论,研究了小推力转移问题。首先给出了圆型限制性三体动力学模型下平动点附近不变流形(稳定和不稳定流形)高阶分析解以及相应的计算实例。接着以流形分析解为基础,建立了初始小推力轨道优化模型,并利用改进的协作进化算法求解初始小推力轨道。最后将初始轨道离散,采用多点打靶法将最优控制问题转化为参数优化问题,并用序列二次规划方法(SQP)求解。仿真结果证明轨道设计方法的有效性。

摘要：探讨了在工程应用中设计合适的地月系附近周期和拟周期轨道的若干步骤；计算得到了地月系CRTBP模型中L1和L2点附近的Halo轨道以及垂直和水平Lyapunov轨道全族；在JPL星历提供的真实力模型中利用目标轨道法（Target Shooting Method）得到了以上三族周期轨道在真实力模型中的表现形式；构建了真实力模型下的虚拟平动点准惯性坐标系，简化了轨道坐标从CRTBP模型向真实力模型的转换，加快了迭代收敛速度。