本文關(guān)鍵詞：月球中繼衛(wèi)星定軌算法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：中國正在大力發(fā)展月球探測任務(wù)，這離不開測控通信系統(tǒng)，，而星座是整個(gè)系統(tǒng)必不可少的一個(gè)環(huán)節(jié)。月球中繼衛(wèi)星星座就是由一顆或者幾顆月球的中繼衛(wèi)星組成的，它們之間形成一個(gè)固定的空間幾何圖形。星座部署之后，中國就能夠?qū)υ虑蛘婊蛘咴虑虮趁孢M(jìn)行各種程度的通訊覆蓋。月球中繼衛(wèi)星定軌（或?qū)Ш剑┦侵咐玫鼗蛱旎教炱鞲櫿净蛐禽d慣性敏感器件對月球中繼衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的帶有誤差的測量數(shù)據(jù)和并非精確的運(yùn)動(dòng)方程對月球中繼衛(wèi)星軌道根數(shù)進(jìn)行估值的過程。通過軌道確定可以得到月球中繼衛(wèi)星在過去、當(dāng)前和未來一段時(shí)間內(nèi)任意時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。因此，月球中繼衛(wèi)星軌道確定是軌道跟蹤、軌道控制和應(yīng)用的基礎(chǔ)。 本文的主要工作在于研究月球中繼衛(wèi)星的定軌算法，從而為月球中繼衛(wèi)星提供精確的位置與速度信息，進(jìn)而為月球中繼星座本身提供軌道控制參考數(shù)據(jù)，并為探月飛船或宇航員等用戶提供導(dǎo)航定位、數(shù)據(jù)中繼等服務(wù)。月球衛(wèi)星所處的力學(xué)環(huán)境比較復(fù)雜，不能直接照搬地球衛(wèi)星的定軌方法。這就需要研究月球中繼衛(wèi)星的二體或三體動(dòng)力學(xué)模型，建立適當(dāng)?shù)挠^測模型，選擇或自主研究合適的定軌體制，從而實(shí)現(xiàn)對月球中繼衛(wèi)星的精密軌道確定。 本論文旨在研究二體系統(tǒng)下和圓型限制三體系統(tǒng)下的月球中繼衛(wèi)星動(dòng)力學(xué)特性和軌道計(jì)算方法，建立月球中繼衛(wèi)星觀測模型；研究月球中繼衛(wèi)星定軌參數(shù)估值方法。具體研究內(nèi)容有：（1）建立月球中繼衛(wèi)星軌道動(dòng)力學(xué)模型；（2）建立月球中繼衛(wèi)星觀測模型；（3）研究月球中繼衛(wèi)星定軌方法。參考美國國家航空航天局和我國的衛(wèi)星定軌理論和定軌方法，按照衛(wèi)星軌道類型的不同，從坐標(biāo)系及時(shí)間系統(tǒng)、衛(wèi)星受力模型、定軌觀測模型、初定軌方法以及軌道改進(jìn)方法等方面，對環(huán)月球軌道、拉格朗日點(diǎn)軌道的軌道確定方法做了相應(yīng)的的定軌理論歸納和仿真工作。 仿真結(jié)果表明批處理定軌和卡爾曼濾波實(shí)時(shí)定軌算法都能達(dá)到較高的定軌精度。這也充分得證明了本文所設(shè)計(jì)的月球中繼衛(wèi)星軌道確定算法是切實(shí)可行。
【關(guān)鍵詞】：月球中繼星座 繞月軌道 平動(dòng)點(diǎn)軌道 定軌算法
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：V412.41;V474.3
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 引言10-14
• 1.1 研究背景及研究現(xiàn)狀10-12
• 1.1.1 研究背景10-11
• 1.1.2 研究現(xiàn)狀11-12
• 1.1.2.1 國外研究現(xiàn)狀11-12
• 1.1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀12
• 1.2 研究內(nèi)容及研究意義12-13
• 1.2.1 研究內(nèi)容12-13
• 1.2.2 研究意義13
• 1.3 論文的結(jié)構(gòu)13-14
• 第二章 月球中繼衛(wèi)星定軌理論14-36
• 2.1 坐標(biāo)系的定義及轉(zhuǎn)換14-17
• 2.1.1 坐標(biāo)系定義14-15
• 2.1.2 坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換15-17
• 2.1.2.1 地理坐標(biāo)系和地球坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換15-16
• 2.1.2.2 地球坐標(biāo)系和地心天球坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換16
• 2.1.2.3 地心天球坐標(biāo)系和月心天球坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換16-17
• 2.1.2.4 月固坐標(biāo)系和月心天球坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換17
• 2.2 月球中繼衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)模型17-35
• 2.2.1 繞月飛行軌道17-28
• 2.2.1.1 力學(xué)模型與狀態(tài)微分方程18-20
• 2.2.1.2 狀態(tài)微分方程右函數(shù)的計(jì)算20-28
• 2.2.2 平動(dòng)點(diǎn)軌道28-35
• 2.2.2.1 圓型限制性三體問題29-30
• 2.2.2.2 地月平動(dòng)點(diǎn) Halo 軌道30-35
• 2.3 本章小結(jié)35-36
• 第三章 月球中繼衛(wèi)星定軌算法研究36-56
• 3.1 月球中繼衛(wèi)星的觀測模型36-41
• 3.1.1 觀測幾何與觀測量36-40
• 3.1.1.1 觀測幾何36-38
• 3.1.1.2 觀測量 Y38-40
• 3.1.2 月球中繼衛(wèi)星的幾種觀測模型40-41
• 3.1.2.1 偽距觀測量40-41
• 3.1.2.2 載波相位觀測量41
• 3.1.2.3 多普勒觀測量41
• 3.2 月球中繼衛(wèi)星定軌方法-兩位置矢量高斯方法41-44
• 3.3 衛(wèi)星軌道的改進(jìn)方法44-55
• 3.3.1 批處理定軌法44-50
• 3.3.2 卡爾曼濾波定軌50-55
• 3.4 本章小結(jié)55-56
• 第四章 算法仿真及結(jié)果分析56-81
• 4.1 繞月環(huán)行軌道月球中繼衛(wèi)星的定軌仿真56-72
• 4.1.1 初定軌仿真56-58
• 4.1.2 UKF 卡爾曼濾波定軌仿真58-72
• 4.2 地月平動(dòng)點(diǎn) HALO軌道月球中繼衛(wèi)星的定軌仿真72-80
• 4.3 本章小結(jié)80-81
• 第五章 總結(jié)工作與展望81-83
• 5.1 總結(jié)81-82
• 5.2 展望82-83
• 致謝83-84
• 參考文獻(xiàn)84-86

【參考文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：月球中繼衛(wèi)星定軌算法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：325118