當(dāng)今世界各國(guó)的衛(wèi)星發(fā)射任務(wù)越來越密集,頻繁的航天活動(dòng)造成地外空間中除數(shù)量有限的有效載荷以外,存在大量無效載荷和空間碎片,擠占有限的空間資源,造成衛(wèi)星碰撞事故時(shí)有發(fā)生。因此,為保證衛(wèi)星在地外空間的安全運(yùn)行,進(jìn)行衛(wèi)星的碰撞風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和規(guī)避策略設(shè)計(jì)具有重要意義。本文以圓軌道衛(wèi)星的碰撞概率估計(jì)及規(guī)避策略設(shè)計(jì)為研究目標(biāo),主要研究?jī)?nèi)容如下:針對(duì)衛(wèi)星狀態(tài)誤差的空間傳播問題,首先由衛(wèi)星高精度軌道動(dòng)力學(xué)模型出發(fā),研究衛(wèi)星相對(duì)運(yùn)動(dòng)理論,推導(dǎo)線性化方程并求解該方程得到衛(wèi)星間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣�；跔顟B(tài)轉(zhuǎn)移矩陣,分析衛(wèi)星軌道位置誤差和速度誤差的傳播特性。針對(duì)衛(wèi)星碰撞概率估計(jì)及預(yù)警問題,基于三維高斯分布,推導(dǎo)衛(wèi)星碰撞概率表達(dá)式并簡(jiǎn)化計(jì)算方法,將衛(wèi)星相遇期間的位置關(guān)系投影到相遇平面以實(shí)現(xiàn)降維運(yùn)算。針對(duì)誤差信息不明確的問題,提出通過對(duì)最大碰撞概率進(jìn)行分析解決,分析了相對(duì)位置、誤差標(biāo)準(zhǔn)差及聯(lián)合包絡(luò)半徑對(duì)碰撞概率的影響,推導(dǎo)了衛(wèi)星最大碰撞概率表達(dá)式。針對(duì)衛(wèi)星規(guī)避策略設(shè)計(jì)問題,首先從衛(wèi)星碰撞概率的閾值要求,分析衛(wèi)星危險(xiǎn)閾值和期望閾值問題。從減小能量消耗的原則出發(fā),并結(jié)合最大碰撞概率的影響分析,設(shè)計(jì)基于最短機(jī)動(dòng)距離的碰撞... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

空間可觀測(cè)物體數(shù)目增長(zhǎng)圖

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-52-預(yù)警分析，根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行衛(wèi)星防撞規(guī)避機(jī)動(dòng)，實(shí)施衛(wèi)星規(guī)避策略。軟件通過相關(guān)xml配置文件完成初始化設(shè)置，軟件啟動(dòng)后，碰撞預(yù)警與規(guī)避模塊接收用戶輸入信息，通過仿真模塊對(duì)衛(wèi)星進(jìn)行仿真并給出仿真結(jié)果，將衛(wèi)星狀態(tài)信息存入數(shù)據(jù)庫，碰撞預(yù)警與規(guī)避模塊對(duì)數(shù)據(jù)分析計(jì)算，給出碰撞預(yù)警與規(guī)避機(jī)動(dòng)結(jié)果。軟件輸出數(shù)據(jù)可以通過文字形式表示，也可以經(jīng)進(jìn)一步處理通過圖表等形式表示。本軟件的主要硬件系統(tǒng)將需要若干臺(tái)工業(yè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成，若系統(tǒng)對(duì)實(shí)時(shí)性要求較高，其中實(shí)時(shí)仿真與顯示計(jì)算機(jī)可考慮采用實(shí)時(shí)仿真計(jì)算機(jī)，否則也可采用一般工業(yè)控制計(jì)算機(jī)。5.3衛(wèi)星防撞規(guī)避軟件應(yīng)用5.3.1仿真軟件主界面衛(wèi)星防撞與避讓軟件主界面如圖5-2所示。軟件操作界面主要包括菜單欄、任務(wù)欄、參數(shù)設(shè)置欄等。在軟件主界面中，可以設(shè)置衛(wèi)星的位置誤差標(biāo)準(zhǔn)差，計(jì)算衛(wèi)星在空間的誤差傳播，分析衛(wèi)星誤差協(xié)方差傳播特性�？梢栽O(shè)置衛(wèi)星期望的安全碰撞閾值與危險(xiǎn)碰撞閾值，危險(xiǎn)碰撞閾值對(duì)決定衛(wèi)星是否發(fā)生規(guī)避機(jī)動(dòng)決策起到關(guān)鍵的判斷作用，安全碰撞閾值決定衛(wèi)星經(jīng)過規(guī)避后與目標(biāo)之間下降的碰撞概率，能夠間接影響到衛(wèi)星的機(jī)動(dòng)速度和能量消耗。設(shè)置任務(wù)仿真時(shí)長(zhǎng)和仿真步長(zhǎng)，可以控制軟件的總的仿真時(shí)長(zhǎng)和計(jì)算精度，仿真步長(zhǎng)越小，計(jì)算精度也會(huì)隨之上升，計(jì)算時(shí)間也相應(yīng)增加。設(shè)置任務(wù)籌劃時(shí)間，可以控制軟件仿真任務(wù)的運(yùn)行區(qū)間。圖5-2仿真軟件主界面

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本文編號(hào)：3409115