共面绕飞卫星编队在空间摄动下的稳定维持技术
2025-02-07 10:22
No.1337367951137054720
技术概要
PDF全文
本技术方案提供了一种在空间摄动影响下,用于维持共面绕飞卫星编队构型的系统和方法。该技术专注于空间卫星编队及其构型维持技术,旨在解决传统卫星编队维持方法在面对摄动时的不足。
背景技术
如今,空间任务需求日益复杂化、多样化,传统的单星系统难以在有限的载荷空间内实现更加强大的功能,星座系统也具有灵活性差、成本高、系统复杂等缺点。为了应对该问题,实现由多颗卫星通过精确测量与协同操作组成的飞行编队来代替传统方案变得更为重要。要实现任务需求并保持长期稳定的编队结构,需要克服许多挑战,卫星编队发射后需要进入并逐一调节轨道以形成编队结构。卫星编队飞行需要考虑卫星在空间中的相对运动和多普勒效应,此外,绕地卫星编队还要考虑卫星受轨道约束等。因此,卫星编队在控制、导航以及数据处理方面更加复杂。空间中长期在轨运行的卫星还会受到多种摄动力的影响:如非球形摄动、大气阻力摄动、太阳光压摄动、日月引力摄动等,即使是设计好的自然编队构型,其成员卫星也会因摄动力的存在而产生卫星轨道的漂移。为了圆满完成卫星地球观测、通信、导航等飞行任务,避免编队成员卫星之间的碰撞危险,需要对编队成员卫星的轨道进行维持,使轨道上每一点所对应的运动参数与上一周期的参数相比都尽量少地发生变化。传统的卫星编队构型维持方法往往需要求出卫星之间相对运动方程的解析解,并根据解析解求出环绕星的轨道根数以及运动方程,而加入摄动力的相对运动方程的解析解的求解过程十分复杂,需要对摄动项进行线性化处理,会使最终结果产生不可避免的偏差。因此,传统的卫星编队构型维持方法难以维持受到J2 项摄动与大气阻力摄动影响下的共面绕飞编队卫星的构型。
实现思路
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该技术已申请专利,如用于商业用途,请联系技术所有人!
技术研发人员:
孙光辉  季奕  程午阳  孙敏哲  王诗杰  李文源
技术所属: 哈尔滨工业大学
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