申请/专利权人：北京航空航天大学

申请日：2021-04-01

公开（公告）日：2022-09-16

公开（公告）号：CN113128032B

主分类号：G06F30/20

分类号：G06F30/20;G06F111/10;G06F119/12

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2022.09.16#授权;2021.08.03#实质审查的生效;2021.07.16#公开

摘要：本发明公开了一种基于轨道解析摄动解的交点时刻及位置求解算法，计算交点时刻采用仅考虑地球扁率J2‑J4项的长期项影响的摄动模型，忽略周期项影响以降低计算量，利用摄动方程计算假定时刻双方航天器轨道面方位，并通过几何关系计算得到交点时刻，将该交点时刻与假定时刻对比，若误差较大，则将该交点时刻作为新的假定时刻以重复计算交点时刻，直至迭代收敛，最后利用同时带有长期项、长周期和短周期振荡的密切轨道要素摄动方程，求得交点时刻对方航天器的位置。上述方法不仅可以精确计算交点时刻及位置，而且算法简单易于实施，节约计算时间，节省计算资源和内存，特别适用于计算资源紧张的星载计算机，具有良好的推广前景。

主权项：1.一种基于轨道解析摄动解的交点时刻及位置求解算法，其特征在于，包括如下步骤：S1：根据双方航天器的平均轨道要素初值，使用仅考虑地球扁率J2-J4项的长期项影响的摄动模型，计算双方航天器的升交点赤经的变化速率、对方航天器的近地点幅角的变化速率和对方航天器的平近点角的变化速率；S2：根据双方航天器的升交点赤经的变化速率，计算假定时刻双方航天器的轨道面方位；S3：根据对方航天器的平近点角的变化速率和近地点幅角的变化速率，以及假定时刻双方航天器的轨道面方位，计算交点时刻；S4：判断交点时刻与假定时刻的误差是否大于阈值；若是，则将交点时刻作为新的假定时刻，返回步骤S2，重复执行步骤S2～步骤S4；若否，则执行步骤S5；S5：利用带有长周期振荡和短周期振荡的密切轨道要素摄动方程，计算交点时刻对方航天器的位置；步骤S1，根据双方航天器的平均轨道要素初值，使用仅考虑地球扁率J2-J4项的长期项影响的摄动模型，计算双方航天器的升交点赤经的变化速率、对方航天器的近地点幅角的变化速率和对方航天器的平近点角的变化速率，具体包括：仅考虑地球扁率J2-J4项的长期项影响，双方航天器的升交点赤经Ωk的变化速率对方航天器的近地点幅角ωB的变化速率和对方航天器的平近点角MB的变化速率为： 其中，μ表示地球引力常数，RE表示地球半径，J2、和J4表示地球扁率项；ik表示双方航天器的轨道倾角，ak表示双方航天器的轨道半长轴，ek表示双方航天器的离心率，ik、ak和ek在长期项作用下保持不变；k＝A,B，A表示己方航天器，B表示对方航天器；步骤S2，根据双方航天器的升交点赤经的变化速率，计算假定时刻双方航天器的轨道面方位，具体包括：由双方航天器的升交点赤经的变化速率求得假定时刻双方航天器的升交点赤经： 其中，Ωk0表示双方航天器初始的升交点赤经，t表示任意假定时刻；双方航天器的轨道倾角保持不变：ik＝ik05其中，ik0表示双方航天器初始的轨道倾角；由假定时刻双方航天器的升交点赤经Ωk和轨道倾角ik表示假定时刻双方航天器的轨道面方位；步骤S3，根据对方航天器的平近点角的变化速率和近地点幅角的变化速率，以及假定时刻双方航天器的轨道面方位，计算交点时刻，具体包括如下步骤：S31：假定交点时刻为t'n，n＝1，取t′1＝t，由对方航天器的近地点幅角的变化速率计算假定交点时刻对方航天器的近地点幅角： 其中，ωB0表对方航天器初始的近地点幅角；S32：计算假定交点时刻对方航天器的真近点角：θ'B＝uB-ω'B7其中，uB表示对方航天器穿过己方航天器轨道平面时的纬度幅角；uB的计算公式如下： 其中， 其中，表示对方航天器轨道节线的单位矢量；表示双方航天器轨道面的交线单位矢量；表示己方航天器的轨道法线方向；表示对方航天器的轨道法线方向；S33：计算假定交点时刻对方航天器的偏近点角： S34：计算假定交点时刻对方航天器的平近点角：M'B＝E'B-eBsinE'B14S35：更新后的交点时刻为： 其中，MB0表示对方航天器初始的平近点角；S36：判断更新后的交点时刻t′i+1与假定交点时刻t'n的误差是否大于阈值；若否，则输出更新后的交点时刻t'n+1；若是，则将更新后的交点时刻t'n+1作为新的假定时刻，返回步骤S31，n＝n+1，重复步骤S31～步骤S36。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 北京航空航天大学 一种基于轨道解析摄动解的交点时刻及位置求解算法

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