航天器悬停轨道设计与控制方法

摘要

为满足航天器在轨服务任务对悬停技术的需求,对航天器悬停轨道设计与控制问题进行研究.通过任务航天器轨道设计得出目标航天器与任务航天器的绝对轨道关系,并用以说明悬停轨道的形成机理.结合任务航天器相对于目标航天器的相对轨迹,采用具有严格定义的相对轨道要素,对悬停轨道在目标航天器轨道平面内和平面外的构型进行描述.对"间隔式"的悬停构型脉冲控制策略进行推导,以实现任务航天器在目标航天器任意位置的长期悬停,并在此基础上分析悬停构型变化对速度脉冲的影响.提出了使悬停构型在平面内移动的脉冲控制策略,实现了航天器在悬停过程中对悬停位置的调整.最后,通过典型仿真算例验证所提方法与结果的正确性和有效性.研究结果完善了航天器悬停轨道设计与控制方法,能够为工程任务设计人员提供参考.