载人登月转移轨道偏差传播机理分析与稳健性设计

载人登月转移轨道具有飞行时间长, 动力学模型复杂, 非线性强且变系数的特点, 而载人登月工程对转移轨道可靠性要求极高, 研究地月转移轨道偏差传播机理和轨道稳健性设计不仅具有工程意义, 更具有探索地月空间复杂引力场对轨道偏差作用的科学意义. 本文首先分析了日地月中心引力和地球J₂项摄动等主要作用力对转移轨道偏差的作用范围与影响大小, 其次提出了一种基于标称轨道数据的变系数非线性动力学系统偏差传播机理解析分析方法, 最后构建了基于偏差传播矩阵的转移轨道稳健性评价指标, 并基于NSGA-II (Nondominated Sorting Genetic Algorithms)算法求解了载人登月转移轨道稳健性优化设计问题. 仿真结果表明, 本文提出的偏差传播机理分析方法能快速准确地求解出载人登月转移轨道偏差传播矩阵, 利用偏差传播矩阵进行协方差分析和中途修正脉冲计算是简单准确的, 考虑稳健性的转移轨道优化设计可以提高标称轨道品质. 关键词： 载人登月 转移轨道 偏差分析 稳健性设计     

载人登月转移轨道偏差传播分析与中途修正方法概述

载人登月转移轨道是指地月转移轨道和月地返回轨道,其上飞行器飞行时间长、动力学模型复杂、非线性强且变系数.因此,工程任务中偏差不可避免,对偏差的控制直接影响任务执行的效果甚至成败.在概述载人登月转移轨道研究基础上,总结了偏差传播分析方法、最优中途修正策略及中途修正瞄准算法.最后,对我国未来载人登月转移轨道中途修正提出一些建议.