月球探测器制动段实时轨道确定研究
发布时间：2021-11-22 14:38
在探测器软着陆的过程中，发动机的喷气产生复杂的附加推力，动力学模型不易精确建模。针对探测器月球软着陆的工程目标，迫切需要一种近实时的动力落月弧段的定轨方法。本文以机动段动力学模型的精确模制为目标，通过动力学参数的在线标定，实现机动过程的实时轨道确定。以CE-1探测器第三次近月点附近的轨道制动为例，利用国内VLBI网的实时数据，连续标定姿控和轨控参数，计算结果表明：与事后精密定轨的结果相比，该方法计算的制动结束后的轨道长半轴值相差约120m，偏心率相差0.001。主要工作如下：1．针对机动过程的轨控程序，提出了差商法标定法。分析轨道制动过程中加速度量的系统跳变趋势，讨论了USB2-wayDoppler测速数据、VLBI时延率数据对轨道机动过程的敏感性，构建测速数据差商观测序列，根据数据是否发生系统跳变趋势，排除野值的干扰信息，判定轨道制动的始末时刻。采用国内VLBI网6条基线的时延率数据，监测确定CE-1三次近月轨道制动的时段。2．针对机动过程的姿控和轨控程序，提出了多维统计检验法，通过构建动力学模型异常和修复动力学模型异常，标定姿控开始时刻和轨控始末时刻。首先以观测量预测残差二次型为基...
【文章来源】：战略支援部队信息工程大学河南省
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
-1CE-1飞行轨道示意图
图 1.1-2 CE-2 飞行轨道示意图来源及研究意义国月球探测的发展规划，将在绕月探测之后实施月球软着陆和自陆的过程中，探测器要依靠自身的推进系统将其相对于月球的速度在任务中，软着陆可以分为以下四个阶段[51]：第一阶段，大推力反器调姿；第二阶段，悬停，探测器到达月表100m左右时，控制垂阶段，缓速下降，小推力反推火箭启动，探测器至月表4m左右时器自由落体撞击月表着陆。在探测器软着陆的过程中，发动机的，动力学模型不易精确建模。针对探测器月球软着陆的工程目标动力落月弧段的定轨方法。，卫星机动段的轨道确定是研究的热点和难点。目前针对软着陆几何法、运动学法和动力学法。针对月球探测器轨道机动段动力李金岭提出了瞬时状态归算法[2]，利用轨道控制系统提供的初轨，
信息工程大学硕士学位论文场研究工作均使用了 JPL 的行星历表 DE/LE 系列。的月心天球坐标系平行于地心天球坐标系，一般不考LE 历表获得的月球位置和速度矢量进行平移。系与月固坐标系的转换，可以使用 IAU2000 给出的月换关系计算，也可以直接引用 DE/LE 历表中地球、月的月固坐标系采用平极（Mean-pole）坐标系，IAU2 J2000 天球坐标系之间的近似转换公式。利用 JPL 接实现坐标转换，这里的月固坐标系定义是由月球坐标系统，X 轴指向地心附近。
【参考文献】：
期刊论文
[1]地磁测量数据野值的辨识与剔除[J]. 李安梁,郭才发,蔡洪. 飞行器测控学报. 2011(02)
[2]嫦娥一号绕月探测卫星精密定轨实现[J]. 陈明,唐歌实,曹建峰,张宇. 武汉大学学报(信息科学版). 2011(02)
[3]动力学补偿受控卫星轨道确定算法(英文)[J]. 李恒年,李济生,黄永宣. 宇航学报. 2010(10)
[4]运动学统计定轨法应用于CE-1落月轨迹确定[J]. 李培佳,胡小工,黄勇,曹建峰. 天文学进展. 2010(03)
[5]“嫦娥一号”卫星轨控标定方法研究与实现[J]. 唐歌实,陈莉丹,刘勇. 中国空间科学技术. 2009(06)
[6]瞬时状态归算用于嫦娥一号卫星关键轨道段监测[J]. 李金岭,郭丽,钱志瀚,平劲松. 中国科学（G辑:物理学 力学 天文学）. 2009(10)
[7]高阶次月球重力场模型截断下的低轨环月卫星轨道受摄分析[J]. 刘睿,周军,刘莹莹. 宇航学报. 2009(02)
[8]自旋稳定动能拦截器轨控发动机推力控制[J]. 罗达,周军. 火力与指挥控制. 2009(02)
[9]利用CAPS测距数据确定GEO卫星变轨期间的轨道[J]. 黄勇,胡小工,黄珹,杨强文,焦文海. 中国科学（G辑:物理学 力学 天文学）. 2008(12)
[10]GEO卫星机动后的星历快速恢复方法[J]. 杨旭海,李志刚,冯初刚,郭际,施浒立,艾国祥,吴风雷,乔荣川. 中国科学（G辑:物理学 力学 天文学）. 2008(12)
博士论文
[1]火星探测器行星际定轨研究[D]. 李杰.解放军信息工程大学 2011
[2]基于VLBI跟踪观测的空间飞行器瞬时状态参量归算[D]. 郭丽.中国科学院研究生院（上海天文台） 2007
[3]GEO卫星精密定轨技术研究[D]. 杜兰.解放军信息工程大学 2006
[4]“嫦娥一号”探月飞行器的轨道计算研究[D]. 黄勇.中国科学院研究生院（上海天文台） 2006
硕士论文
[1]我国探月工程的定轨精度评估[D]. 王威.中国科学院研究生院（上海天文台） 2005
本文编号：3511896
【文章来源】：战略支援部队信息工程大学河南省
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
-1CE-1飞行轨道示意图
图 1.1-2 CE-2 飞行轨道示意图来源及研究意义国月球探测的发展规划，将在绕月探测之后实施月球软着陆和自陆的过程中，探测器要依靠自身的推进系统将其相对于月球的速度在任务中，软着陆可以分为以下四个阶段[51]：第一阶段，大推力反器调姿；第二阶段，悬停，探测器到达月表100m左右时，控制垂阶段，缓速下降，小推力反推火箭启动，探测器至月表4m左右时器自由落体撞击月表着陆。在探测器软着陆的过程中，发动机的，动力学模型不易精确建模。针对探测器月球软着陆的工程目标动力落月弧段的定轨方法。，卫星机动段的轨道确定是研究的热点和难点。目前针对软着陆几何法、运动学法和动力学法。针对月球探测器轨道机动段动力李金岭提出了瞬时状态归算法[2]，利用轨道控制系统提供的初轨，
信息工程大学硕士学位论文场研究工作均使用了 JPL 的行星历表 DE/LE 系列。的月心天球坐标系平行于地心天球坐标系，一般不考LE 历表获得的月球位置和速度矢量进行平移。系与月固坐标系的转换，可以使用 IAU2000 给出的月换关系计算，也可以直接引用 DE/LE 历表中地球、月的月固坐标系采用平极（Mean-pole）坐标系，IAU2 J2000 天球坐标系之间的近似转换公式。利用 JPL 接实现坐标转换，这里的月固坐标系定义是由月球坐标系统，X 轴指向地心附近。
【参考文献】：
期刊论文
[1]地磁测量数据野值的辨识与剔除[J]. 李安梁,郭才发,蔡洪. 飞行器测控学报. 2011(02)
[2]嫦娥一号绕月探测卫星精密定轨实现[J]. 陈明,唐歌实,曹建峰,张宇. 武汉大学学报(信息科学版). 2011(02)
[3]动力学补偿受控卫星轨道确定算法(英文)[J]. 李恒年,李济生,黄永宣. 宇航学报. 2010(10)
[4]运动学统计定轨法应用于CE-1落月轨迹确定[J]. 李培佳,胡小工,黄勇,曹建峰. 天文学进展. 2010(03)
[5]“嫦娥一号”卫星轨控标定方法研究与实现[J]. 唐歌实,陈莉丹,刘勇. 中国空间科学技术. 2009(06)
[6]瞬时状态归算用于嫦娥一号卫星关键轨道段监测[J]. 李金岭,郭丽,钱志瀚,平劲松. 中国科学（G辑:物理学 力学 天文学）. 2009(10)
[7]高阶次月球重力场模型截断下的低轨环月卫星轨道受摄分析[J]. 刘睿,周军,刘莹莹. 宇航学报. 2009(02)
[8]自旋稳定动能拦截器轨控发动机推力控制[J]. 罗达,周军. 火力与指挥控制. 2009(02)
[9]利用CAPS测距数据确定GEO卫星变轨期间的轨道[J]. 黄勇,胡小工,黄珹,杨强文,焦文海. 中国科学（G辑:物理学 力学 天文学）. 2008(12)
[10]GEO卫星机动后的星历快速恢复方法[J]. 杨旭海,李志刚,冯初刚,郭际,施浒立,艾国祥,吴风雷,乔荣川. 中国科学（G辑:物理学 力学 天文学）. 2008(12)
博士论文
[1]火星探测器行星际定轨研究[D]. 李杰.解放军信息工程大学 2011
[2]基于VLBI跟踪观测的空间飞行器瞬时状态参量归算[D]. 郭丽.中国科学院研究生院（上海天文台） 2007
[3]GEO卫星精密定轨技术研究[D]. 杜兰.解放军信息工程大学 2006
[4]“嫦娥一号”探月飞行器的轨道计算研究[D]. 黄勇.中国科学院研究生院（上海天文台） 2006
硕士论文
[1]我国探月工程的定轨精度评估[D]. 王威.中国科学院研究生院（上海天文台） 2005
本文编号：3511896
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