本文選題：圓型限制性三體問(wèn)題 + 平動(dòng)點(diǎn)��； 參考：《南京大學(xué)》2017年博士論文

【摘要】：人類航天活動(dòng)的不斷拓展對(duì)衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)提出了更高的要求。雖然目前的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)能夠很好實(shí)現(xiàn)對(duì)近地空間目標(biāo)的實(shí)時(shí)、高精度、全方位導(dǎo)航,但隨著衛(wèi)星導(dǎo)航的用戶對(duì)象逐漸開始由近地轉(zhuǎn)向深空,同時(shí)對(duì)導(dǎo)航衛(wèi)星自主管理與運(yùn)行的需求日益增加,現(xiàn)有衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在導(dǎo)航能力與自主運(yùn)行水平上的不足暴露的愈加明顯。為此,發(fā)展新型的既能滿足深空探測(cè)任務(wù)導(dǎo)航需求,同時(shí)又具有較強(qiáng)自主運(yùn)行能力的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)就成為目前一個(gè)較為迫切的研究課題。本論文即是在上述背景下開展的地月系平動(dòng)點(diǎn)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)技術(shù)研究。地月系平動(dòng)點(diǎn)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是由地月系平動(dòng)點(diǎn)太空導(dǎo)航站組成的新型衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。一方面,該系統(tǒng)可以解決現(xiàn)有衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)無(wú)法支持深空導(dǎo)航的薄弱環(huán)節(jié),另一方面,由于平動(dòng)點(diǎn)導(dǎo)航衛(wèi)星充分利用了所在軌道位置引力非對(duì)稱的動(dòng)力學(xué)特性,因此,導(dǎo)航星座的長(zhǎng)期自主運(yùn)行能力也將獲得顯著提升。本論文對(duì)地月系平動(dòng)點(diǎn)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的星座設(shè)計(jì)問(wèn)題開展了系統(tǒng)性研究。首先,從導(dǎo)航衛(wèi)星覆蓋性能出發(fā),給出了星座構(gòu)型設(shè)計(jì)的具體方法,通過(guò)對(duì)地月系共線平動(dòng)點(diǎn)和三角平動(dòng)點(diǎn)附近軌道的全面分析與篩選,最終得到了三類能夠滿足地月空間全覆蓋性能要求的候選星座,分別是地月系L1,2雙星星座、地月系L2,4,5三星星座和地月系L1,2,4,5四星星座。在此基礎(chǔ)上,對(duì)地月系平動(dòng)點(diǎn)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的自主運(yùn)行能力進(jìn)行了分析和證明。通過(guò)對(duì)平動(dòng)點(diǎn)軌道運(yùn)動(dòng)加速度函數(shù)非對(duì)稱度和定軌條件方程中B矩陣是否虧秩這兩個(gè)方面的討論,闡明了平動(dòng)點(diǎn)衛(wèi)星星座基于星間測(cè)距資料自主定軌方案的可行性。對(duì)得到的候選星座構(gòu)型進(jìn)行自主定軌仿真,結(jié)果表明四顆平動(dòng)點(diǎn)導(dǎo)航衛(wèi)星運(yùn)行180天均能夠達(dá)到米級(jí)的自主定軌精度。之后,本論文又以具體的月球、火星探測(cè)任務(wù)為參考,對(duì)平動(dòng)點(diǎn)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在深空探測(cè)任務(wù)不同運(yùn)行階段的導(dǎo)航性能進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。結(jié)果表明,對(duì)于地月空間導(dǎo)航,地月系L1,2,4,5四星星座中L1點(diǎn)導(dǎo)航衛(wèi)星的軌道類型對(duì)系統(tǒng)導(dǎo)航性能有較顯著的影響,當(dāng)L1點(diǎn)導(dǎo)航衛(wèi)星位于Halo軌道或垂直Lyapunov軌道時(shí),系統(tǒng)的導(dǎo)航性能總是更好,地月轉(zhuǎn)移段和月球環(huán)繞段的導(dǎo)航精度均在20 m左右。對(duì)于火星探測(cè)導(dǎo)航,星座構(gòu)型變化對(duì)系統(tǒng)導(dǎo)航性能的影響不再顯著,地月系L1,2,4,5四星星座在地火轉(zhuǎn)移段和火星環(huán)繞段分別可以達(dá)到優(yōu)于3 km和優(yōu)于100 m的導(dǎo)航精度。此外,針對(duì)平動(dòng)點(diǎn)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的最簡(jiǎn)星座構(gòu)型,本論文又根據(jù)星間鏈路連通性約束和地月空間導(dǎo)航性能對(duì)地月系L1,2雙星星座的軌道幾何參數(shù)進(jìn)行了分析和優(yōu)化,最終找到了多組可以滿足轉(zhuǎn)移段和環(huán)繞段導(dǎo)航性能最優(yōu)的候選星座。最后,在地月系實(shí)際力模型下,本論文對(duì)平動(dòng)點(diǎn)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的各項(xiàng)性能指標(biāo)進(jìn)行了數(shù)值仿真檢驗(yàn),仿真結(jié)果驗(yàn)證了基于圓型限制性三體問(wèn)題模型的平動(dòng)點(diǎn)導(dǎo)航星座設(shè)計(jì)方案的可行性,各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均能夠達(dá)到地月系平動(dòng)點(diǎn)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求。本論文給出的地月系平動(dòng)點(diǎn)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案能夠?yàn)槲磥?lái)導(dǎo)航系統(tǒng)的發(fā)展提供有價(jià)值的參考。
[Abstract]:This paper presents a new type of satellite navigation system based on satellite navigation system .
【學(xué)位授予單位】：南京大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TN967.1;V474.25

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 冉承其;;北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)運(yùn)行與發(fā)展[J];衛(wèi)星應(yīng)用;2016年06期

2 雷漢倫;徐波;;三角平動(dòng)點(diǎn)附近高階解在軌道位置保持中的應(yīng)用[J];宇航學(xué)報(bào);2015年03期

3 孟云鶴;陳琪鋒;;地月平動(dòng)點(diǎn)導(dǎo)航星座的概要設(shè)計(jì)與性能分析[J];物理學(xué)報(bào);2014年24期

4 高有濤;徐波;熊歡歡;;一種提高導(dǎo)航衛(wèi)星星座自主定軌精度的方法研究[J];宇航學(xué)報(bào);2014年10期

5 Peng Liu;Xi-Yun Hou;Jing-Shi Tang;Lin Liu;;Application of two special orbits in the orbit determination of lunar satellites[J];Research in Astronomy and Astrophysics;2014年10期

6 Gao Youtao;Xu Bo;Zhang Lei;;Feasibility study of autonomous orbit determination using only the crosslink range measurement for a combined navigation constellation[J];Chinese Journal of Aeronautics;2014年05期

7 趙書閣;張景瑞;張堯;;日地系統(tǒng)L_2點(diǎn)Halo軌道自主天文導(dǎo)航及精度分析[J];北京理工大學(xué)學(xué)報(bào);2013年11期

8 Jing Wuxing;Qian Yingjing;Gao Changsheng;Li Jianqing;;Autonomous navigation to quasi-periodic orbits near translunar libration points[J];Chinese Journal of Aeronautics;2013年05期

9 雷漢倫;徐波;;從地球到日-火系平動(dòng)點(diǎn)軌道的轉(zhuǎn)移[J];宇航學(xué)報(bào);2013年06期

10 杜蘭;張中凱;于亮;陳世杰;;圓型限制性三體問(wèn)題下Halo-繞月軌道的星間測(cè)距定軌[J];測(cè)繪學(xué)報(bào);2013年02期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 彭海軍;計(jì)算最優(yōu)控制的保辛數(shù)值方法及其在平動(dòng)點(diǎn)附近航天器控制中的應(yīng)用[D];大連理工大學(xué);2012年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前2條

1 路毅;月球中繼通信與導(dǎo)航星座設(shè)計(jì)與分析[D];電子科技大學(xué);2012年

2 王丹丹;基于月球平動(dòng)點(diǎn)軌道的星座自主定軌研究[D];解放軍信息工程大學(xué);2010年

，

本文編號(hào)：1931995