非合作目標(biāo)合作化,是實(shí)現(xiàn)航天器在軌服務(wù),維修,加注燃料等空間操作的前提。本文通過控制追蹤載體航天器追蹤目標(biāo),接近至一定距離時(shí),向其發(fā)射接觸式姿軌量測(cè)系統(tǒng)(納星),納星命中目標(biāo)后,其涂抹黏附材料的表面粘附在目標(biāo)表面成為組合體,獲得目標(biāo)精確姿軌信息,可進(jìn)行后續(xù)控制。本文以C-W相對(duì)軌道動(dòng)力學(xué)模型為基礎(chǔ),運(yùn)用四元數(shù)反饋PD控制對(duì)追蹤航天器的姿態(tài)進(jìn)行控制,運(yùn)用常推力控制等控制方法對(duì)追蹤航天器的軌道進(jìn)行控制。抵近后,根據(jù)當(dāng)前條件確定發(fā)射傾角和速度發(fā)射納星,使其命中目標(biāo)并建立穩(wěn)定聯(lián)接。本文研究的內(nèi)容按階段可分為:軌道轉(zhuǎn)移階段,同軌逼近階段,以及最終的納星發(fā)射階段。追蹤航天器在低軌運(yùn)行,轉(zhuǎn)移到目標(biāo)軌道,并在目標(biāo)后方追蹤,在抵近到目標(biāo)x軸方向后方一定距離時(shí),根據(jù)當(dāng)前條件發(fā)射納星,納星被彈簧彈向目標(biāo)。首先,分析了航天器在本體坐標(biāo)系下的各種運(yùn)動(dòng)情況,研究航天器在空間的運(yùn)動(dòng)形式,如在脈沖機(jī)動(dòng)、常推力機(jī)動(dòng)和沖量機(jī)動(dòng)等方式下,得到的不同運(yùn)動(dòng)情況,包括漂移運(yùn)動(dòng),停泊點(diǎn),繞飛運(yùn)動(dòng)等;其次,分析了軌道轉(zhuǎn)移的Lambert問題,探討軌道轉(zhuǎn)移的時(shí)間、速度增量分別和轉(zhuǎn)移軌道半長(zhǎng)軸之間關(guān)系。然后,對(duì)追蹤航天器的姿態(tài)和軌道分別...

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-1BIROS總線和有效載荷組裝(左)；在發(fā)射前配置(右下角)

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文LR成功利用單視距測(cè)量[23]對(duì)非合作目標(biāo)進(jìn)行星載自主船TET(2012年7月22日發(fā)射)和BIROS(預(yù)計(jì)2016年紅外光學(xué)相機(jī)系統(tǒng)作為主要載荷，還有硬件和軟件實(shí)于TET，TET是第一個(gè)致力于探測(cè)和監(jiān)測(cè)地球高溫事件光學(xué)攝像....

圖1-2SMART-OLEV飛船國(guó)外已有針對(duì)非合作目標(biāo)的姿軌量測(cè)系統(tǒng)已經(jīng)在開發(fā)測(cè)試

BIROS航天器是DLR由小衛(wèi)星家族的BIRD和TE約140公斤(圖1-1)。2016年，TET將與BIROS宇宙飛1-1BIROS總線和有效載荷組裝(左)；在發(fā)射前配置(右下角壽命延長(zhǎng)系統(tǒng)（SMART-OLEV）[28]由OSSL營(yíng)銷，德國(guó)開....

圖1-3TriDAR跟蹤算法傳感器掃描遠(yuǎn)程目標(biāo)(左)和近程目標(biāo)(右)

圖1-3TriDAR跟蹤算法傳感器掃描遠(yuǎn)程目標(biāo)(左)和近程目標(biāo)(右)[29]作目標(biāo)姿軌參數(shù)估計(jì)有兩類：基于模型和特征。國(guó)外對(duì)基于模型的非合作估計(jì)進(jìn)行了大量研究[30]。雖然國(guó)外航天領(lǐng)域的各個(gè)強(qiáng)國(guó)或組織都提出了相了相應(yīng)研究計(jì)劃，并且進(jìn)行了相關(guān)驗(yàn)證試驗(yàn)，但包括FREND、RO....

圖2-1軌道根數(shù)常用軌道根數(shù)(Ω,i,ω,a,e,)，其中[37-38]

圖2-1軌道根數(shù)數(shù)(Ω,i,ω,a,e,)，其中[37-38]：點(diǎn)赤經(jīng)，i為軌道傾角。Ω定義為春分點(diǎn)和升交點(diǎn)之間的夾角面的夾角，從赤道面起算。點(diǎn)幅角，表示橢圓軌道在軌道平面內(nèi)的方位。軸，e為偏心率，圓軌道中，e=0，軌道焦點(diǎn)是地球。地點(diǎn)角，表示航天器實(shí)際位置，作用等同于過....

本文編號(hào)：3924268