非合作目标接触式姿轨量测装置制导控制设计

发布时间：2024-03-10 04:47

　　非合作目标合作化,是实现航天器在轨服务,维修,加注燃料等空间操作的前提。本文通过控制追踪载体航天器追踪目标,接近至一定距离时,向其发射接触式姿轨量测系统(纳星),纳星命中目标后,其涂抹黏附材料的表面粘附在目标表面成为组合体,获得目标精确姿轨信息,可进行后续控制。本文以C-W相对轨道动力学模型为基础,运用四元数反馈PD控制对追踪航天器的姿态进行控制,运用常推力控制等控制方法对追踪航天器的轨道进行控制。抵近后,根据当前条件确定发射倾角和速度发射纳星,使其命中目标并建立稳定联接。本文研究的内容按阶段可分为:轨道转移阶段,同轨逼近阶段,以及最终的纳星发射阶段。追踪航天器在低轨运行,转移到目标轨道,并在目标后方追踪,在抵近到目标x轴方向后方一定距离时,根据当前条件发射纳星,纳星被弹簧弹向目标。首先,分析了航天器在本体坐标系下的各种运动情况,研究航天器在空间的运动形式,如在脉冲机动、常推力机动和冲量机动等方式下,得到的不同运动情况,包括漂移运动,停泊点,绕飞运动等;其次,分析了轨道转移的Lambert问题,探讨轨道转移的时间、速度增量分别和转移轨道半长轴之间关系。然后,对追踪航天器的姿态和轨道分别...

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【部分图文】：

图1-1BIROS总线和有效载荷组装(左)；在发射前配置(右下角)

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文LR成功利用单视距测量[23]对非合作目标进行星载自主船TET(2012年7月22日发射)和BIROS(预计2016年红外光学相机系统作为主要载荷，还有硬件和软件实于TET，TET是第一个致力于探测和监测地球高温事件光学摄像....

图1-2SMART-OLEV飞船国外已有针对非合作目标的姿轨量测系统已经在开发测试

BIROS航天器是DLR由小卫星家族的BIRD和TE约140公斤(图1-1)。2016年，TET将与BIROS宇宙飞1-1BIROS总线和有效载荷组装(左)；在发射前配置(右下角寿命延长系统（SMART-OLEV）[28]由OSSL营销，德国开....

图1-3TriDAR跟踪算法传感器扫描远程目标(左)和近程目标(右)

图1-3TriDAR跟踪算法传感器扫描远程目标(左)和近程目标(右)[29]作目标姿轨参数估计有两类：基于模型和特征。国外对基于模型的非合作估计进行了大量研究[30]。虽然国外航天领域的各个强国或组织都提出了相了相应研究计划，并且进行了相关验证试验，但包括FREND、RO....

图2-1轨道根数常用轨道根数(Ω,i,ω,a,e,)，其中[37-38]

图2-1轨道根数数(Ω,i,ω,a,e,)，其中[37-38]：点赤经，i为轨道倾角。Ω定义为春分点和升交点之间的夹角面的夹角，从赤道面起算。点幅角，表示椭圆轨道在轨道平面内的方位。轴，e为偏心率，圆轨道中，e=0，轨道焦点是地球。地点角，表示航天器实际位置，作用等同于过....

本文编号：3924268