基于椭圆轨道的绳系卫星伸展及释放过程仿真研究

采用拉格朗日方法建立了基于椭圆轨道的绳系卫星动力学模型，通过模型分析证明面内伸展运动是稳定的．选择匀速和指数型展开控制律对面内伸展运动进行了仿真．给出了子卫星释放后其轨道半长轴及偏心率的计算公式．计算结果表明利用系绳可实现于卫星的轨道机动．     

BDS开普勒轨道参数时变特性分析

卫星轨道参数特性分析对卫星轨道状态评估、运行维护等具有重要参考价值。针对利用北斗广播星历进行轨道特性分析存在的不足,提出基于北斗精密轨道的开普勒轨道参数分析新思路。该思路将地固系下北斗精密坐标与速度转换至空固系并反演开普勒6参数,进而通过时频分析方法获取开普勒参数时变特征。应用该思路对2014—2017年北斗卫星轨道特性分析,结果表明:静止轨道卫星的偏心率、倾角、升交点赤经、近地点角距和倾斜同步轨道卫星的长半轴、平近点角均存在跳变;3类卫星的倾角、偏心率、升交点赤经和倾斜同步轨道卫星的长半轴、近地点角距、平近点角以及中圆轨道卫星的近地点角距、平近点角均有显著线性趋势;3类卫星开普勒6参数均有显著周期特性。     

基于ODTK的卫星精密轨道确定

为快速有效地执行卫星的精密轨道确定任务,引入AGI公司的ODTK（orbit determination tool kit）软件,给出了ODTK软件执行精密轨道确定任务的算法原理和操作步骤,并基于仿真实例分析了轨道确定结果的残差分布和定轨精度。结果表明,ODTK软件能够提供稳定的滤波性能、精密的轨道确定结果和丰富的数据分析图表,可以作为开展卫星精密轨道确定研究的分析工具和验证卫星精密轨道确定算法有效性的参考标准。     

GPS用于低轨道卫星定轨的误差精确修正和分析

介绍了GPS用于低轨道空间飞行器定轨的基本原理和数学模型；详细分析了GPS应用于低轨卫星定轨必须考虑的几项误差源，给出相应的计算模型；最后用所述方法进行Champ卫星定轨解算，验证了方法及模型的正确性，并对可能提高的定轨精度进行了分析。     

基于平均轨道要素的轨道修正方法

提出了一种通过控制平均轨道控制目标对应的瞬时轨道偏差量进行轨道修正的方法。在解析轨道理论基础上,给出了平均轨道要素偏差到瞬时轨道要素偏差的状态转移矩阵。提出了合适的控制策略,通过对瞬时轨道要素偏差进行控制,实现平均轨道要素偏差的调整目的。仿真结果表明,采用本文提出的方法,在一个周期内即可将平均轨道要素偏差调整到允许的精度范围内。该方法计算公式简洁,适合星上自主运算,为实现卫星的自主轨道修正提供了理论基础。     

两级固定推力椭圆轨道快速交会的预测控制方法

研究了发动机两级固定推力及最小开关机工作时间约束条件的椭圆轨道空间交会控制问题。基于滚动优化原理和离散化交会模型,按照二次优化指标函数给出了一种预测交会控制算法。给出了依据交会距离确定交会控制的简化计算方法。研究了不同初始交会条件下的交会控制性能,不确定性和轨道偏心率对交会控制的影响。结果表明,设计方法对不同交会初始条件和轨道偏心率适应性好,对不确定性鲁棒性强。     

卫星运行轨道保持研究

在控制量已知的条件下,首先用遗传算法确定了卫星轨道保持所需初始状态量的范围,再用Newton-Raphson迭代法精确求得不动点,最后用胞映射法计算得到轨道保持不动点的吸引域。结果表明：只要控制量和状态量满足特定条件,卫星的运行轨道就能保持。     

区域性覆盖椭圆轨道卫星通信系统星座设计

由于运行于椭圆轨道上的卫星在其远地点附近有较长的停留时间,如果选择轨道远地点位于覆盖区域上空,则采用椭贺轨道卫星星座以进行区域性覆盖以取得很好的覆盖效果。基于这一设计思想,想出了一种覆盖中国区域的椭圆轨道卫星星座的设计方法,利用覆盖区域的外接圆设计参数,通过分析和计算给茁了一组轨道周期为６h的椭圆轨道卫星星座参数。同时 针对该星座对中国主要城市的覆盖特性的分析证明了该椭圆轨道卫星星座的覆盖效果优良。     

低轨星实时自主定轨新方法--"积分滤波法"

讨论了动力法轨道数值积分定轨及几何法定轨存在的问题,进而提出了一种采用观测数据和轨道数值积分融合的实时自主定轨方法。实测数据的计算结果表明,新的定轨方法可以实时自主地得出卫星轨道的位置,并能达到较高的定轨精度。     

天基激光武器的作战轨道分析

天基激光武器是一种新概念武器,目前正处于技术研究与设备开发之中。依据轨道动力学,在设定条件下探讨天基激光武器在共轨、共面不共轨、非共面3种情况下对空间目标实施打击所采取的6种轨道机动样式,并分别计算轨道转移所需的速度增量和转移时间。