J2项摄动条件下线性化的编队卫星动力学方程

摘要

考虑J2项摄动力对参考卫星轨道的绝对影响和对伴随卫星轨道的相对影响,应用拉格朗日方法,在笛卡尔坐标系下,给出了一组考虑J2项摄动的线性化的编队卫星相对动力学方程.该方程考虑了J2项摄动力带来的相对运动平面内外的耦合和短周期项的影响,有效地提高了相对动力学模型的精度.仿真结果表明,该方程组可有效地描述J2项摄动条件下编队卫星的相对运动,其误差只有二体非线性模型的10％,利用其设计的水平圆编队半径的相对误差不超过1％,并且由于是线性化的微分方程描述,可方便地应用到编队卫星导航、制导与控制系统的设计中.