导航GEO卫星非拱点最优变轨方案研究

摘要

为了最大限度节省卫星寿命期间对推进剂的消耗，常常通过选择工作轨道的升交点赤经和倾角来实现。由于转移轨道的升交点赤经与目标轨道的升交点赤经常常是不同的，因此，在改变轨道高度和倾角的同时需要改变升交点赤经。这样变轨控制只能在非拱点进行，与拱点变轨相比会消耗更多推进剂，为此需寻求最优的目标轨道升交点赤经。本文根据转移轨道和目标轨道的特点，结合工程实际，经过数学分析给出了变轨控制点的位置、变轨控制的速度增量方向以及大小的分析解。以变轨所需推进剂量、轨道圆化所需推进剂量和寿命期间南北位置保持所需推进剂量之和为目标函数，针对不同的目标轨道升交点赤经进行优化，最终得到最优的升交点赤经。进行了仿真计算，仿真结果与采用经典优化算法所得结果一致。因此本文提出的非拱点变轨方案是正确可行的，并且本文成果已成功应用于导航工程实际。