导航和控制误差下的月球探测器轨道误差分析

发布时间：2020-06-18 14:50

【摘要】：月球探测卫星从地球出发到达月球任务轨道的过程,可以分为地月转移段、月球捕获段、环月调整段三个部分。在每个阶段对卫星进行轨道控制前,都需要对卫星当前的状态进行测量并进行机动量的计算,卫星导航偏差的存在会使机动后的状态偏离理论计算结果,不仅如此,在实际机动过程中还会存在推力器的推力误差,这些都会对卫星的控制结果精度产生影响。因此有必要分析卫星在导航偏差和控制误差的影响下,轨道状态偏差的分布。论文的主要研究内容如下:在地月转移阶段,以标称轨道为基础通过积分的方式得到了考虑日地月三体引力的状态转移矩阵。推导得出了卫星以脉冲形式进行中途修正前后,导航和控制误差与卫星状态偏差的关系,最后利用协方差分析的方法,得到了卫星到达近月点时的状态偏差协方差。在月球捕获阶段,卫星的运动考虑为有限推力连续机动的形式,分别考虑了推力方向沿着速度的反方向,以及推力方向空间定向的捕获策略,推导得出了机动过程中时刻考虑导航和控制误差时的轨道误差传播公式,得到了对卫星制动结束后的状态偏差协方差。在环月调整阶段,考虑了日地月三体引力以及月球摄动力的动力学模型求解偏差状态转移矩阵,并以此为基础,加入导航和控制误差,得到了环月轨道远月点高度调整,以及近月点高度调整结果的偏差协方差。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：V412.41;V476.3
【图文】：

图 1-1 哈尔滨工业大学月球超长波天文观测微卫星1.2.3 月球探测器的轨道类型经过各国航天科技工作者多年的研究以及大量的航天飞行实践验证，月球测器地月转移轨道理论已经相对完善，根据其特点可分为直接入轨转移轨道、调多圈转移轨道、小推力转移轨道[23]、月球引力捕获转移轨道[24,25]以及低速度增量月转移轨道[26,27]等形式，其中比较常见的是直接入轨转移轨道和多圈调相转移

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 侯建文;赵晨;常立平;陈辉;钱海鹏;;未来月球探测总体构想[J];载人航天;2015年05期

2 叶培建;黄江川;孙泽洲;杨孟飞;孟林智;;中国月球探测器发展历程和经验初探[J];中国科学:技术科学;2014年06期

3 张勇刚;黄玉龙;武哲民;李宁;;一种高阶无迹卡尔曼滤波方法[J];自动化学报;2014年05期

4 周洋;闫野;黄煦;;基于线性协方差分析法的轨道机动精度分析[J];计算机仿真;2013年12期

5 刘建忠;欧阳自远;李春来;邹永廖;;中国月球探测进展(2001-2010年)[J];矿物岩石地球化学通报;2013年05期

6 李军锋;龚胜平;;有限推力模型火星探测捕获策略分析[J];中国科学:物理学 力学 天文学;2013年06期

7 郑伟;许厚泽;钟敏;刘成恕;员美娟;;月球探测计划研究进展[J];地球物理学进展;2012年06期

8 周亮;胡军;;基于双曲线B平面参数的快速微分修正月地返回轨道精确设计[J];航天控制;2012年06期

9 樊敏;董光亮;郝万宏;王宏;;月球探测器定轨误差分量协方差分析[J];航天器工程;2012年05期

10 张磊;于登云;张q

本文编号：2719423