摘要:地火转移轨道误差分析与控制策略研究对于我国即将开展的自主火星探测任务有着极其重要的意义。火星探测器在发射入轨误差以及各种摄动力的影响下会偏离预定的轨道,如果不进行轨道修正,则其到达火星时会由于非线性效应产生巨大的偏差。因此,为了到达预定的目标轨道或被火星俘获,必须在地火转移轨道段完成对探测器的多次中途修正。本文首先求解了系统的状态转移矩阵,利用协方差分析法对入轨误差的传播效应进行了分析;然后引入B平面点位误差椭圆的概念,它能直观地描述在各种误差影响下火星探测器最终B平面位置误差的置信度;其次利用B平面参数作为终端约束变量,采用基于数值差分方法计算偏导数矩阵的微分修正算法计算中途修正所需的速度增量,并以修正日期为变化量,考察火星探测器中途修正速度增量和最终B平面位置误差两者之间的关系,选取了合适的中途修正时机;最后,在考虑入轨误差、轨道确定误差和中途修正执行误差的基础上进行蒙特卡洛仿真,得到了一定概率水平下火星探测器的最终B平面位置精度和燃料消耗预算。仿真结果表明,采用上述方法能够在多种误差源的作用下对火星探测器地火转移轨道中途修正进行误差分析和燃料消耗预算,并满足工程实际需要。本文同时对于我国即将开展的其它深空探测任务具有参考作用。