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[發(fā)明專利]一種深空探測返回過程的預(yù)測校正制導(dǎo)方法有效

專利信息
申請?zhí)枺?/td> 201410125842.X 申請日: 2014-03-31
公開(公告)號: CN103863579A 公開(公告)日: 2014-06-18
發(fā)明(設(shè)計)人: 王大軼;郭敏文;黃翔宇;李茂登 申請(專利權(quán))人: 北京控制工程研究所
主分類號: B64G1/24 分類號: B64G1/24;B64G1/62
代理公司: 中國航天科技專利中心 11009 代理人: 安麗
地址: 100080 *** 國省代碼: 北京;11
權(quán)利要求書: 查看更多 說明書: 查看更多
摘要:
搜索關(guān)鍵詞: 一種 探測 返回 過程 預(yù)測 校正 制導(dǎo) 方法
【權(quán)利要求書】:

1.一種深空探測返回過程的預(yù)測校正制導(dǎo)方法,其特征在于步驟如下:

(1)確定所述深空探測返回過程軌跡預(yù)測采用的傾側(cè)角剖面;

所述幅值剖面的數(shù)學(xué)表達(dá)式為

|σ|=(σ0-σf)(Stogo-Sthres)Stogo0-Sthres+σf,StogoSthres|σ|=σf,Stogo<Sthres;]]>

其中為總的目標(biāo)飛行航程,Stogo為當(dāng)前點(diǎn)的剩余航程,σf為70°,Sthres=2000km,σ0為當(dāng)前點(diǎn)傾側(cè)角,σ為傾側(cè)角;

(2)迭代計算當(dāng)前點(diǎn)傾側(cè)角σ0的幅值,具體為:

(2.1)確定考慮地球自轉(zhuǎn)影響的三自由度無量綱再入動力學(xué)方程為:

其中,ρ為大氣密度,r為地心距,r=h+Re,h為跳躍高度,hf為開傘高度,V為返回器相對地球速度;地球平均半徑Re為6378.135km,海平面重力加速度g0為9.81m/s2;θ為經(jīng)度,φ為緯度,γ為飛行路徑角,即飛行速度矢量與當(dāng)?shù)厮椒较虻膴A角;ψ為速度方位角,即飛行速度矢量與當(dāng)?shù)卣狈较虻膴A角,順時針為正;σ為傾側(cè)角,從返回器內(nèi)部來看,右側(cè)為正;D,L分別為無量綱化的氣動阻力和氣動升力;CD,CL分別為阻力系數(shù)和升力系數(shù);返回器最大橫截面積為Sref,質(zhì)量為m;參數(shù)上方的“.”代表一階導(dǎo)數(shù);S為飛行航程;Ω為地球自轉(zhuǎn)角速度;r和V為無量綱值;

(2.2)采用步驟(1)確定的傾側(cè)角剖面,數(shù)值積分步驟(2.1)確定的再入動力學(xué)方程,直到開傘點(diǎn)高度hf=10km,得到飛行航程S的積分終值:預(yù)測航程Sf,且Sf是關(guān)于當(dāng)前點(diǎn)傾側(cè)角σ0的函數(shù);

(2.3)將預(yù)測航程Sf與當(dāng)前點(diǎn)的剩余航程Stogo進(jìn)行比較,若預(yù)測航程Sf的偏差Smiss=Stogo-Sf0)滿足預(yù)設(shè)的著陸精度要求,即以|σ0|作為當(dāng)前點(diǎn)傾側(cè)角幅值;若航程偏差Smiss不滿足預(yù)設(shè)的著陸精度要求,則需要更新當(dāng)前傾側(cè)角幅值|σ0|;

(3)將返回器的跳躍式再入飛行軌跡分為以下幾個階段:初始再入段、首次再入下降段、首次再入上升段、開普勒段和最終再入段,并且確定返回器的最終制導(dǎo)律為:當(dāng)返回器處于初始再入段、首次再入下降段、首次再入上升段或最終再入段時,使用步驟(2)確定的當(dāng)前點(diǎn)傾側(cè)角σ0的幅值|σ0|進(jìn)行制導(dǎo);當(dāng)返回器處于開普勒段時,使用|σ0|=180°進(jìn)行制導(dǎo),從而完成所述深空探測返回過程的預(yù)測校正制導(dǎo)。

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