微纳卫星相对轨道机动控制技术研究

发布时间：2024-05-22 02:38

　　近年来,微纳卫星的发展已从早期的技术验证阶段逐步迈向业务化应用阶段。面向未来应用的微纳卫星空间任务,对卫星在轨自主性、灵活性、敏捷性以及星间协同控制的需求更高,因此相对轨道机动控制技术成为决定微纳卫星任务水平的关键,也是现阶段研究的重点。对于微纳卫星平台的相对轨道机动控制问题,星上资源和控制能力受到制约、约束条件更多、扰动影响显著,实现远程自主、快速机动、轨迹最优更加困难,控制鲁棒更难实现、精度难以提高。论文针对微纳卫星相对轨道机动控制问题,综合考虑任务需求约束、星上资源约束、控制能力约束的条件,面向由远距离(百公里级)到近距离(米级)的逼近、交会、绕飞、悬停等典型的相对轨道机动任务,建立微纳卫星自主高精度相对轨道机动的完整规划和控制方案。论文的主要研究内容如下:1.针对远程相对轨道机动轨迹规划问题,在考虑微纳卫星相对测量约束、控制器约束条件下,提出了微纳卫星全流程相对轨道机动在线轨迹规划方法。分析相对轨道机动全流程相对测量与导航的特点和机动过程中的复杂约束,按照远距离、中距离、近距离三个阶段分解机动过程,以在线自主、燃耗最优、精度匹配为目标,提出各阶段轨迹规划方法。远距离机动阶段,以...

【文章页数】：215 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图1.1XSS-10和XSS-11卫星2004年4月，美国NASA发射了自主交会对接技术验证飞行器

隙云浣?辛伺恼眨?看巫?剖奔湓?2分钟，转移间隔约90分钟，演示验证了半自主运行和近距空间目标监视能力，任务持续进行了近24小时。XSS-11是美国空军研究实验室研制的第二颗XSS系列小卫星，进一步验证对空间目标的监视能力，演示先进的轨道机动与位置保持能力。XSS-11重145k....

图1.2DART任务和ANGELS任务

浙江大学博士学位论文绪论5绕飞行等一系列预设动作。远距离时采用差分GPS获取相对状态信息，近距离时在AVGS的导引下进行。在实际飞行任务过程中，当DART进入目标星百米范围内时，GPS接收机制造了错误数据，致使导航解算速度始终与实际速度相差0.6m/s左右，导致推力器不断开启耗光....

图1.3MiTEx-A、MiTEx-B卫星

带内卫星至足够近距离，实施成像观测与信号侦听，为高轨空间对抗创造条件。MiTEx任务的组网编队控制颇具代表性，但确切的任务并未公布，根据两颗卫星的星历，可能经历了以下几个控制阶段[10]：（1）两星形成串联跟飞编队，保持100-200km的相对距离，互相观测；（2）单星实施....

图1.5QB50计划和KickSat计划

夂褪匝椤?星群任务在卫星入轨后一般不需要进行任何轨道机动，轨道摄动对星群构型产生的影响也不会影响到星群任务的执行。比如：欧盟提出的QB50计划[16]开展了大气低热层科学探测，包括2颗技术试验卫星和36颗科学试验卫星组成星群，2017年由国际空间站释放部署，各星独立完成探测任务；....

本文编号：3980273