地球同步軌道（GEO）航天器在通訊、導(dǎo)航等方面有著廣泛的應(yīng)用。近年來(lái),GEO航天器的軌道轉(zhuǎn)移技術(shù)正在由化學(xué)燃料推進(jìn)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娡七M(jìn)式的小推力技術(shù),其具有比沖量大,推力可控性好的特點(diǎn),可以有效的提升載荷質(zhì)量。本文對(duì)小推力航天器由低軌向高軌的飛行軌道進(jìn)行規(guī)劃與優(yōu)化,使用SiROS為軌道轉(zhuǎn)移規(guī)劃模型設(shè)計(jì)了仿真系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了小推力航天器高低軌軌道轉(zhuǎn)移仿真功能,主要研究工作如下:（1）對(duì)采用電力推進(jìn)小推力技術(shù)的同步軌道衛(wèi)星路徑規(guī)劃進(jìn)行基礎(chǔ)理論研究。研究電推進(jìn)的基本原理、航天系統(tǒng)時(shí)間表示方法、空間坐標(biāo)系表示方法及轉(zhuǎn)換、空間物體位置描述方法、小推力航天器動(dòng)力學(xué)模型和空間環(huán)境影響因素。（2）對(duì)電推進(jìn)式小推力衛(wèi)星模型的軌道轉(zhuǎn)移算法的優(yōu)化研究。小推力航天器模型的變軌過(guò)程可以轉(zhuǎn)換為最優(yōu)控制中兩點(diǎn)邊值問(wèn)題求解,針對(duì)該問(wèn)題使用了多重打靶算法和退火遺傳算法進(jìn)行解算。經(jīng)過(guò)研究,得到了特殊情況下小推力航天器模型的軌道轉(zhuǎn)移優(yōu)化的解析結(jié)果,并對(duì)初始軌道以標(biāo)稱(chēng)軌道算法為基礎(chǔ)進(jìn)行了算法優(yōu)化設(shè)計(jì)。（3）小推力衛(wèi)星軌道轉(zhuǎn)移優(yōu)化仿真研究�；诳臻g智能機(jī)器人操作系統(tǒng)（SiROS）仿真軟件,開(kāi)發(fā)了推進(jìn)系統(tǒng)配置模塊、初始標(biāo)稱(chēng)軌道規(guī)劃模塊、精確... 

【文章來(lái)源】：中北大學(xué)山西省

【文章頁(yè)數(shù)】：99 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

有效排氣速度與有效載荷比關(guān)系圖

中北大學(xué)學(xué)位論文12衛(wèi)星的姿態(tài)[32]。依據(jù)X、Y、Z軸指定方向的不同，當(dāng)?shù)剀壍雷鴺?biāo)系可以劃分為三個(gè)：tnw本地軌道坐標(biāo)系，qsw本地軌道坐標(biāo)系，lvlh本地軌道坐標(biāo)系。在小推力軌道轉(zhuǎn)移任務(wù)中，為避免計(jì)算過(guò)程出現(xiàn)奇異，還用到了一種春分點(diǎn)軌道坐標(biāo)系，其相關(guān)定義在2.4小節(jié)給出。2.3.1地心赤道慣性坐標(biāo)系在1687年，Newton提出了關(guān)于運(yùn)動(dòng)的Newton定律。使Newton定律成立的坐標(biāo)系為慣性坐標(biāo)系。圖2-2地心赤道慣性坐標(biāo)系ECIFig2-2GeocentricequatorialinertialcoordinatesystemECIO：地球中心；X軸：赤道平面內(nèi)，指向春分點(diǎn)；Y軸：赤道平面內(nèi)垂直于X軸；Z軸：沿地球自轉(zhuǎn)軸指向北極。隨著時(shí)間的變化，春分點(diǎn)是會(huì)移動(dòng)的，在短周期內(nèi)春分點(diǎn)是不變的，但是在長(zhǎng)周期內(nèi)春分點(diǎn)會(huì)按照大約每年0.8"的速度在天球上移動(dòng)。為了固定春分點(diǎn)，天文和宇航中通常定義某個(gè)參考時(shí)刻的春分點(diǎn)。因此，ECI所使用的天赤道和春分點(diǎn)是某一特定日期特定時(shí)刻(如2000.0年或1950.0年)的天赤道和春分點(diǎn)。圖2-3是地心赤道紀(jì)元慣性坐標(biāo)系。常用的是J2000慣性坐標(biāo)系，國(guó)際協(xié)會(huì)決定以2000年的平春分點(diǎn)為J2000慣性坐標(biāo)系的X軸指向[33]。

中北大學(xué)學(xué)位論文13圖2-3地心赤道紀(jì)元慣性坐標(biāo)系Fig2-3GeocentricequatorialerainertialcoordinatesystemO：地球中心；X軸：位于赤道平面內(nèi)，指向某特定紀(jì)元時(shí)刻的春分點(diǎn)；Y軸：赤道平面內(nèi)垂直于X軸；Z軸：沿地球自轉(zhuǎn)軸指向北極。2.3.2地心赤道旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系地心赤道旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的簡(jiǎn)稱(chēng)為ECF坐標(biāo)系，該坐標(biāo)系隨著地球的自轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)，就像是被固定在地球上，所以也叫地球固連坐標(biāo)系。該坐標(biāo)系對(duì)于我們進(jìn)行飛行器任務(wù)分析有一定的意義，地球引力位的球諧函數(shù)也是在地固坐標(biāo)系下描述的[34]。此坐標(biāo)的定義如下：O：地球中心；eX軸：由點(diǎn)O指向赤道平面與0度經(jīng)線的交點(diǎn)；eY軸：赤道平面內(nèi)垂直于eX軸；eZ軸：沿地球自轉(zhuǎn)軸指向北極。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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