摘要：针对卫星编队轨道构形在j2摄动干扰作用下被破坏的问题,给出了两种构形保持脉冲控制策略。首先,分析j2摄动对编队卫星相对轨道要素的影响,即j2摄动使相对升交点赤经、近地点辐角和平近点角产生长期漂移。然后,结合高斯摄动方程,分别设计了切向加法向脉冲和径向加法向脉冲两种控制方法修正从星升交点赤经、近地点辐角和平近点角的偏差,从而实现卫星编队的构形保持。数值仿真结果表明,两种方法都能够有效地修正编队构形偏差,且采取切向加法向脉冲的构形修正方式更有利于节省燃料消耗。

摘要：集群航天器是通过无线连接方式构成的虚拟航天器系统,考虑j2摄动下其在太阳同步轨道的空间圆形编队设计,对满足其模块间能量传输、数据交互的需要和应用需求具有重要意义.基于主、从模块平均轨道要素差建立了相对运动模型,并给出了空间圆形编队的详细设计步骤;在零j2摄动条件不再适用时,通过定量分析j2摄动对该编队构形的影响,提出了相应的修正公式;将模块修正后的平均轨道要素转换为初始时刻密切轨道要素确定了初始编队构形.采用无奇点的新四元数轨道要素进行j2摄动分析,仿真结果验证了设计方法的有效性.

摘要：研究近地轨道卫星编队构形在引力摄动作用下的长期演化机理。把用转移矩阵法得出的相对运动分析解表达成一般轨道根数形式,为研究摄动影响而进一步表达成无奇点轨道根数形式;根据各轨道根数的j2摄动解分别研究编队构形在轨道坐标系三个方向上的振幅与相位的长期变化情况,揭示了构形引力摄动的长期演化机理;给出编队构形的摄动表达式,并以仿真实例验证其可信性;最后给出构形长期引力摄动的相关结论,并对编队构形设计提出建议,这将为研究编队构形的规划技术带来方便。

摘要：建立精确的分布式卫星SAR系统测高模型,对系统的分析和设计具有重要的意义.在考虑地球扁率的前提下,建立了一种精确的分布式卫星SAR系统测高模型,并进行了测高精度分析.同时考虑分布式卫星SAR系统在轨运行过程中受到各种摄动力的影响,为了考察在轨运行情况下系统的测高性能,以摆式构形的分布式卫星SAR系统为例,在js摄动情况下进行测高精度的数学仿真.结果表明在考虑j2摄动情况下,随着系统运行时间的增加,摆式构形的分布式卫星SAR系统测高精度变化幅值逐渐增大.针对j2摄动对系统测高精度的影响,提出了通过提高系统基线,方位角,和干涉相位角的测量精度来保证系统正常工作的方法.

摘要：研究j2摄动和大气阻力对低轨编队卫星相对位置的影响,在此基础上给出一种编队保持方案。文中定量分析了j2摄动对编队卫星三轴相对位置的影响,给出了大气阻力对编队卫星相对轨道要素影响表达式。在同时考虑两种摄动力前提下,推导给出了x方向受摄动的漂移量Δx与编队卫星轨道长半轴之差Δa的周期变化量之间的解析关系式,基于该关系式,设计了单边极限环形式的卫星长期编队保持控制方案。最后通过数学仿真验证了该方案的可靠性,仿真结果与理论分析相符。该控制方案在计算控制量时只需知道编队卫星的轨道长半轴之差,容易实现,为工程实践提供依据。

摘要：考虑到地球扁率j_2摄动的影响,在非正交分解法的基础上,利用自由段弹道地心距迭代解析解,给出了一种弹道飞行器零射程线的计算方法。数值仿真结果表明,该方法具有很高的精度,且计算速度较快,在闭路制导能量耗散和多弹头进攻弹道设计中具有较高的应用价值。

摘要：针对多目标快速响应对地成像任务,提出了一种j_(2)摄动下4个地面目标重复访问以及5个地面目标单次访问的轨道设计方法。首先在轨道倾角已知的假设下,通过第1个目标点的访问约束解析得到升交点赤经和参数纬度幅角,然后通过第2、3、4个目标点的访问约束数值求解得到近地点角距、偏心率和半长轴。最后,通过增加回归轨道约束或第5个目标点的访问约束,将轨道设计问题转化为只含有倾角的一维非线性方程,通过一维数值搜索进行求解。仿真结果表明,通过所提方法设计轨道的星下点轨迹能够精确经过指定的多个地面目标,验证了方法的有效性和正确性。

摘要：针对星载雷达数据(距离及其变率、角度及其变率),推导了以相对拟平均根数为状态变量的星间相对导航UKF滤波算法。建立了包含j2一阶长期项摄动的状态转移方程。推导了无奇点的相对拟平均根数与相对位置速度之间的转换矩阵,并分析了坐标变换中被忽略的二阶项的影响,对转换矩阵的精度进行了有效补偿。提出以相对位置速度为直接观测量,设计了具有自调整功能的测量误差协方差阵,避免了建立观测方程时状态量对直接观测量的繁琐偏导计算。仿真结果证明了该算法的有效性。

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：对近地轨道长时间多星交会问题,考虑基于光照条件的时间窗口与j2摄动影响,建立多星交会混合整数非线性规划模型,提出两层混合优化方法进行求解:上层问题以交会次序、交会轨道转移时间及交会后服务时间为设计变量,采用混合离散连续编码遗传算法求解,下层优化以单次交会轨道机动时间及机动冲量为设计变量,采用下山单纯形法求解;推导考虑j2摄动轨道要素差分线性交会方程,并以该方程为基础提出下层优化近似策略,以提高计算效率.仿真结果表明:1)建立的近地轨道长时间多星交会任务的混合整数非线性规划模型是有效的,提出的两层混合优化方法可以获得满足时间窗口约束的满意解;2)推导的线性交会方程是考虑j2摄动长时间轨道交会轨道良好的一阶近似;3)在j2摄动影响下长时间交会问题无论在一个还是多个轨道周期的时间尺度上均具有多峰性,基于混合编码遗传算法求解多星交会任务规划问题符合问题特征.