主要研究在J2攝動(dòng)的影響下,在中心衛(wèi)星周圍全方向上部署長(zhǎng)期相對(duì)有界伴飛衛(wèi)星的軌道設(shè)計(jì)方法。首先,利用J2不變的條件,由已知中心衛(wèi)星軌道根數(shù)建立伴飛衛(wèi)星的半長(zhǎng)軸、偏心率及軌道傾角之間關(guān)系。然后,通過對(duì)伴飛衛(wèi)星和中心衛(wèi)星之間初始相對(duì)位置及軌道根數(shù)之間關(guān)系的分析,得到伴飛衛(wèi)星的全部初始軌道根數(shù),使其能夠部署到中心衛(wèi)星周圍的任意方向上,從而能實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星集群在中心衛(wèi)星的周圍全方向長(zhǎng)期有界伴飛。最后,通過軌道仿真驗(yàn)證了該方法的有效性。

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【部分圖文】：

圖1定義坐標(biāo)系

當(dāng)?shù)厮疆?dāng)?shù)卮怪弊鴺?biāo)系（Local-VerticalLocal-Horizontal,LVLH）用來(lái)描述軌道上兩顆近距離飛行的航天器之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，為方便，一般將其中一個(gè)航天器稱為中心衛(wèi)星（CenterSatellite），另一個(gè)航天器稱為伴飛衛(wèi)星（DeputySatelli....

圖2LVLH坐標(biāo)系中ε和ψ的定義

其中ε為ρ在xy平面的投影與x軸夾角，ψ為ρ與z軸的夾角，下標(biāo)0表示初始時(shí)刻，如圖2所示。根據(jù)開普勒方程，得到中心衛(wèi)星的Mc和ec以及偏近點(diǎn)角Ec之間的關(guān)系[8]:

圖3初始位置在中心衛(wèi)星下方軌道變換示意圖

上述變換處理如圖3所示，點(diǎn)代表衛(wèi)星，實(shí)線為中心衛(wèi)星軌道，虛線為目標(biāo)伴飛衛(wèi)星軌道，未經(jīng)處理之前的軌道為黑虛線軌道，要將黑虛線軌道變?yōu)榧t虛線軌道，則需要將軌道旋轉(zhuǎn)180°，即近地點(diǎn)角距在原來(lái)的基礎(chǔ)上加180°，而衛(wèi)星從原來(lái)的遠(yuǎn)地點(diǎn)變?yōu)榻攸c(diǎn)，即平近點(diǎn)角在原來(lái)的基礎(chǔ)上減去180°，這樣....

圖42顆衛(wèi)星60天內(nèi)距離變化

之后將平根數(shù)轉(zhuǎn)換為密切軌道根數(shù)，進(jìn)行數(shù)值仿真。其中地球非球形引力場(chǎng)攝動(dòng)僅考慮J2攝動(dòng)，軌道預(yù)報(bào)模型選取高精度的HPOP模塊，重力模型采用JGM3，其中n=21，大氣阻力模型采用1976-Standard模型。為驗(yàn)證長(zhǎng)期伴飛的穩(wěn)定性，仿真時(shí)間為60天。兩航天器的參數(shù)為：質(zhì)量mc=....

本文編號(hào)：3935425