北京航天飞行控制中心刘勇获国家专利权
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龙图腾网获悉北京航天飞行控制中心申请的专利一种探测器自由返回轨道的设计方法及相关装置获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN114510780B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-06-06发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202210057502.2,技术领域涉及:G06F30/15;该发明授权一种探测器自由返回轨道的设计方法及相关装置是由刘勇;曹鹏飞;刘磊;张尧;陈莉丹;梁伟光设计研发完成,并于2022-01-18向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种探测器自由返回轨道的设计方法及相关装置在说明书摘要公布了:本申请实施例提供了一种探测器自由返回轨道的设计方法及相关装置,通过基于任务约束需求的目标参数对各轨道设计参数的初始值进行迭代处理,以确定探测器的P平面参数的迭代偏差。并基于该迭代偏差对轨道设计参数进行修正,以确定满足该目标参数的不同轨道构型的自由返回轨道。迭代过程中基于B平面参数公式,根据探测器的矢量参数确定P平面参数的第一参数值,并根据该矢量参数和目标参数确定P平面参数的第二参数值,进而根据第一参数值和第二参数值确定该迭代偏差。针对每次迭代处理,若迭代偏差大于预设阈值则基于微分修正法对初始值进行修正,并将修正后的各轨道设计参数作为下一次迭代的初始值,重复迭代过程,直至迭代偏差不大于预设阈值。
本发明授权一种探测器自由返回轨道的设计方法及相关装置在权利要求书中公布了:1.一种探测器自由返回轨道的设计方法,其特征在于,所述方法包括:基于目标参数对各轨道设计参数的初始值进行迭代处理,以根据每次迭代得到的迭代偏差对各轨道设计参数进行修正,并根据修正后满足工程需求的各轨道参数构建自由返回轨道;其中,所述轨道设计参数至少包括所述探测器在预设惯性系z轴的位置分量z0以及在所述预设惯性系x、y、z轴上的速度分量vx、vy、vz,所述预设惯性系为预先构建的白道面内对称自由返回轨道近月点时刻的月心瞬时白道坐标系;所述目标参数至少包括第一目标参数或第二目标参数;所述第一目标参数包括入轨点轨道倾角i和目标近心距rp,所述第二目标参数包括再入角γ和再入点地心距re;所述迭代处理过程如下:首次迭代时,基于所述预先构建的白道面内对称自由返回轨道确定所述初始值,并采用动力学积分确定所述初始值对应的矢量参数;其中,所述矢量参数至少包括所述探测器在近地点处的速度矢量v和位置矢量r或所述探测器在再入点处的速度矢量v和位置矢量r;基于B平面参数公式,根据所述矢量参数确定所述探测器的P平面参数的第一参数值,并根据所述目标参数和所述矢量参数确定所述P平面参数的第二参数值;其中,若待确定轨道为双曲线轨道则所述P平面为过参考天体中心且垂直于轨道渐近线的平面,若为椭圆轨道或抛物线轨道则所述P平面为过参考天体中心,且垂直于近心点矢量的平面;根据所述第一参数值和所述第二参数值确定本次迭代的迭代偏差;针对每次迭代处理,若所述迭代偏差大于预设阈值则基于微分修正法对所述初始值进行修正以得到各轨道设计参数的修正值,并将所述修正值作为各轨道设计参数在下一次迭代时的初始值,重复所述迭代过程,直至所述迭代偏差不大于预设阈值;所述基于B平面参数公式,根据所述矢量参数确定所述探测器的P平面参数的第一参数值,包括:基于所述B平面参数公式,根据所述矢量参数确定n矢量、轨道半通径p以及E矢量;其中,所述n矢量为轨道法向矢量;所述E矢量为近心点矢量;基于所述自由返回轨道的轨道类型,根据所述n矢量、所述p以及所述E矢量确定P矢量,并根据所述P矢量确定所述第一参数值;所述根据所述目标参数和所述矢量参数确定所述P平面参数的第二参数值,包括:根据所述矢量参数确定半长轴a;基于所述自由返回轨道的轨道类型确定夹角α,并根据所述目标参数和所述a确定轨道半通径p;其中,所述夹角α为所述P平面与参考平面的夹角;所述参考平面为过参考天体中心,且与所述n矢量垂直的平面;基于直角球面三角形公式,根据所述目标参数和所述α确定夹角其中,所述夹角为所述P矢量和T矢量之间的夹角;根据所述p和所述夹角确定所述第二参数值。
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