远距离逆行轨道的近距离编队轨道保持策略

作     者：敖海跃 杨驰航 石玉 张皓 AO Haiyue;YANG Chihang;SHI Yu;ZHANG Hao

作者机构：中国科学院空间应用工程与技术中心北京100094 中国科学院大学航空宇航学院北京100049 北京控制工程研究所北京100094 

出 版 物：《航空学报》 (Acta Aeronautica et Astronautica Sinica)

年 卷 期：2024年第45卷第22期

页      面：264-280页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 

基　　金：中国科学院战略性先导科技专项(XDA30010200) 

主　　题：远距离逆行轨道(DRO) 圆型限制性三体问题 相对运动 误差演化 轨道保持 

摘      要：远距离逆行轨道(DRO)是地月空间中一族大尺度、绕月逆行的周期轨道,由于具有长期稳定和低能转移的优势,其已成为许多地月空间任务的潜在轨道。研究DRO上的近距离编队技术对于地月空间在轨服务等任务具有重要意义。由于导航误差和控制误差的存在,因此有必要研究DRO近距离相对运动的误差演化,并进行轨道保持策略的设计。首先,介绍了通过Floquet分解得到的DRO线性化相对运动的基础解集。然后,针对以周期解为基础的伴飞编队,分别采用柯西-格林张量和无迹变换对DRO伴飞编队进行了敏感性和安全性的分析,基于这些分析并且考虑工程约束,发现机动频率为每个周期2次且机动位置位于2个近月点处是较优的轨道保持方案。之后,分别基于相对轨迹跟踪和绝对相位偏置的思想给出了两种轨道保持算法。仿真结果显示,2种算法都能保证DRO近距离编队保持长期的安全性以及合理的构型。