大规模星座近圆无奇异同步快速轨道预报方法

作     者：聂涛 潘政雨 李金峰 徐瑞 秦凡 崔平远 NIE Tao;PAN Zhengyu;LI Jinfeng;XU Rui;QIN Fan;CUI Pingyuan

作者机构：北京理工大学宇航学院北京100081 深空自主导航与控制工信部重点实验室北京100081 

出 版 物：《宇航学报》 (Journal of Astronautics)

年 卷 期：2023年第44卷第10期

页      面：1503-1511页

核心收录：

学科分类：08[工学] 081105[工学-导航、制导与控制] 0811[工学-控制科学与工程] 

基　　金：北京理工大学青年教师学术启动计划 空间碎片专项(KJSP2020020302)。 

主　　题：轨道预报 大规模星座 二阶带谐项摄动 轨道根数速率矩阵 

摘      要：针对大规模星座轨道预报存在卫星数量多、摄动方程强非线性等难题,提出一种基于平均速率矩阵的多星同步快速轨道预报算法。该算法首先基于哈密顿力学理论建立了二阶带谐项摄动下的轨道动力学模型,其次,利用无奇异轨道根数提出了一种近圆无奇异解析轨道预报模型,并基于Fourier-Bessel级数理论消除真近点角使模型只含有平近点角,简化预报计算过程,在此基础上,基于矩阵理论构造了多星轨道同步预报算法,实现多星轨道同步快速预报。以“星链卫星星座为例进行仿真,结果表明:提出的方法能够将计算速度提高一个数量级,7天的轨道预报误差小于2.7 km。