申请/专利权人：北京理工大学

申请日：2023-12-18

公开（公告）日：2024-03-22

公开（公告）号：CN117744357A

主分类号：G06F30/20

分类号：G06F30/20;G06Q10/047;G06F17/16;G06F111/04;G06F119/14

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.04.09#实质审查的生效;2024.03.22#公开

摘要：本发明公开的一种月球采样返回定点软着陆轨道多阶段联合规划方法，属于航空航天领域。本发明实现方法为：根据任务要求计算轨道关键参数，确定标称环月轨道倾角、标称环月降轨机动点纬度辐角与标称环月降轨机动大小；根据环月轨道倾角，进行地月转移轨道规划，计算地月转移轨道参数；使用当前地月转移轨道参数进行高精度地月转移轨道递推获得近月点参数；根据近月点参数计算近月制动参数，递推至四器分离点，计算四器分离点参数；计算环月降轨机动参数，递推至动力下降点，计算动力下降点轨道参数与着月点参数；根据四器分离点参数与着月点参数，调整地月转移轨道参数和制动与机动参数，实现对月球采样返回定点软着陆轨道多阶段联合规划。

主权项：1.一种月球采样返回定点软着陆轨道多阶段联合规划方法，其特征在于：包括如下步骤，步骤一：根据任务总体要求计算轨道关键参数，确定标称环月轨道倾角、标称环月降轨机动点纬度辐角与标称环月降轨机动大小；根据探测任务目标获得标称着陆点月面经度与纬度，根据着陆器总体方案获得标称动力下降航程和动力下降起始点高度，根据月面工作任务计划获得月面工作时间，根据月球探测总体需求获得探测器标称环月轨道高度；通过标称着陆点月面纬度、月面工作时间与月球自转角速度计算环月轨道倾角，通过标称着陆点月面纬度与环月轨道倾角计算环月降轨机动点纬度辐角，通过动力下降起始点高度与标称环月轨道高度计算标称环月降轨机动大小；根据任务总体要求计算第一次环月降轨机动与第二次环月降轨机动；定义等级为零级；步骤二：根据环月轨道倾角，进行地月转移轨道快速规划，计算地月转移轨道参数；使用地月转移圆锥曲线拼接模型，根据标称地月转移时间、标称环月轨道高度与环月轨道倾角解析计算月球入口点对月速度方向，根据入口点时刻月球星历数据解析计算入口点对地速度方向，分别使用入口点对地速度方向和对月速度方向计算地月转移轨地月转移轨道半长轴、升交点赤经、近地点辐角初始猜测，称为地月转移轨道参数；将等级提升一级，第二次近月制动法向大小设置为零，使用地月转移轨道地心轨道参数计算当前地月转移轨道参数；步骤三：使用当前地月转移轨道参数进行高精度地月转移轨道递推获得近月点参数，根据递推结果执行步骤三或步骤四；使用当前地月转移轨道参数与入轨点高度、倾角、真近点角计算地月转移轨道初始状态，以入轨时刻为初始时刻在高精度动力学模型下将地月转移轨道参数递推至近月点，获得近月点环月轨道高度、倾角与真近点角，称为近月点参数；若等级为一级且近月点参数不满足精度要求，则调整当前地月转移轨道参数，重新执行步骤三；若等级为一级且近月点参数满足精度要求，则将等级提升一级，执行步骤四；若等级不为一级，则执行步骤四；步骤四：根据近月点参数计算近月制动参数，并递推至四器分离点，计算四器分离点参数，根据四器分离点参数执行步骤三或步骤五；根据第一次近月制动后的环月轨道周期，解析计算第一次近月制动；在步骤三获得的近月点参数的基础上，施加第一次近月制动，得到第一次近月制动后的环月轨道参数，然后将第一次近月制动后的环月轨道参数递推至第二次近月制动点；根据第二次近月制动后的环月轨道周期，解析计算第二次近月制动切向大小，将第二次近月制动切向大小与法向大小合成第二次近月制动；施加第二次近月制动，得到第二次近月制动后的环月轨道参数，将第二次近月制动后的环月轨道参数递推至第三次近月制动点；根据标称环月轨道高度，解析计算第三次近月制动；施加第三次近月制动，得到第三次近月制动后的环月轨道参数，将第三次近月制动后的环月轨道参数递推至四器分离点，获得四器分离点轨道高度、倾角，称为四器分离点轨道参数；若等级为二级且近月点真近点角与四器分离点轨道参数不满足精度要求，则调整当前地月转移轨道参数，重新执行步骤三；若等级为二级且近月点真近点角与四器分离点轨道参数满足精度要求，则将等级提升一级，执行步骤五；若等级不为二级，则执行步骤五；步骤五：根据四器分离点参数计算环月降轨机动参数，并递推至动力下降点，计算动力下降点轨道参数与着月点参数，根据结果执行步骤五或步骤六；根据四器分离点至第一次环月降轨机动点的环月轨道圈数、环月降轨机动点纬度辐角，将四器分离点参数递推至第一次环月降轨机动点；施加第一次环月降轨机动，得到第一次环月降轨机动后的环月轨道参数；根据第一次环月降轨机动至第二次环月降轨机动的环月轨道圈数，将第一次环月降轨机动后的环月轨道参数递推至第二次环月降轨机动点；施加第二次环月降轨机动，得到第二次环月降轨机动后的环月轨道参数；根据第二次环月降轨机动后的环月圈数，将第二次环月降轨机动后的环月轨道参数递推至动力下降点，计算动力下降点高度；使用标称动力下降航程与标称动力下降时间计算着月时间、着月点经纬度；若等级为三级且动力下降点高度与着月点纬度不满足精度要求，则调整当前环月降轨机动点纬度辐角、第二次环月降轨机动，重新执行步骤五；若等级为三级且动力下降点高度与着月点纬度满足精度要求，则将等级提升一级，执行步骤六；若等级不为三级，则执行步骤六；步骤六：根据四器分离点参数与着月点参数，调整地月转移轨道参数和制动与机动参数，实现对月球采样返回定点软着陆轨道多阶段联合规划，根据规划结果执行步骤三或完成月球采样返回定点软着陆轨道多阶段联合规划，获得月球采样返回定点软着陆轨道多阶段联合规划结果，根据所述多阶段联合规划结果实现月球采样返回定点软着陆。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 北京理工大学 一种月球采样返回定点软着陆轨道多阶段联合规划方法

免责声明
1、本报告根据公开、合法渠道获得相关数据和信息，力求客观、公正，但并不保证数据的最终完整性和准确性。
2、报告中的分析和结论仅反映本公司于发布本报告当日的职业理解，仅供参考使用，不能作为本公司承担任何法律责任的依据或者凭证。

阅读全文 双屏查看 官方信息 专利公告 收藏专利 下载PDF 下载WORD