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公开(公告)号：CN107480402A
公开(公告)日：2017-12-15
申请号：CN201710783537.3
申请日：2017-08-31
Applicant: 北京理工大学
IPC: G06F17/50
CPC classification number: G06F17/5095 , G06F2217/78
Abstract: 本发明公开的一种平面气动捕获终端状态可达范围确定方法，属于航空航天技术领域。本发明在给定目标行星和行星大气状态的基础上，建立飞行器气动捕获过程中大气飞行段的极坐标动力学模型；给定气动捕获的初始状态量；给定终端状态约束；求解气动捕获终端状态可达范围即为确定飞行速度和飞行航迹角的终端可达范围；在确定飞行速度和飞行航迹角的终端可达范围时通过将问题转化为最优控制问题，通过求解飞行速度和飞行航迹角组成的终端可达边界，便得到平面气动捕获终端状态可达范围。本发明具有如下优点：(1)鲁棒性强、可重复性高；(2)确定方法灵活性高；(3)对气动捕获的目标行星没有严格限制和约束；(4)对气动捕获飞行器类型的适用范围广。
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公开(公告)号：CN105253329B
公开(公告)日：2017-04-05
申请号：CN201510599566.5
申请日：2015-09-18
Applicant: 北京理工大学
IPC: B64G1/24
Abstract: 本发明公开的一种基于弱稳定边界的两脉冲行星捕获轨道方法，涉及一种探测器在星际航行中被目标天体捕获进入任务轨道时的捕获轨道方法，属于航空航天技术领域。本发明包括如下步骤：在太阳‑行星质心旋转系下建立探测器运动方程；确定太阳‑行星系统的弱稳定边界；根据目标任务轨道选定弱稳定边界系数e、探测器相对行星距离r0、探测器‑行星夹角θ；探测器施加第一次机动，由双曲线轨道进入弱稳定边界转移轨道；探测器施加第二次机动，由弱稳定边界转移轨道进入目标任务轨道，最终实现轨道捕获。本发明无需考虑行星的大气信息且不受行星大气不确定度影响，可靠性高，此外，本发明所需速度增量小、适用范围大、对于较高任务轨道高度的捕获轨道效果更佳。
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公开(公告)号：CN104554828B
公开(公告)日：2016-10-19
申请号：CN201510015223.X
申请日：2015-01-12
Applicant: 北京理工大学
IPC: B64G99/00
Abstract: 本发明涉及一种基于脉冲调控的180°转角转移轨道不收敛的解决方法，属于航空航天技术领域。本发明方法在180°转角附近情况下通过引入深空机动点，将行星1‑行星2转移的整个转移轨道划分为行星1‑深空机动点转移、深空机动点‑行星2转移两段轨道，接下来对于以深空机动点划分的两段转移轨道由于其转角均小于180°，分别通过Gauss算法解决其转移问题；然后，通过对深空机动点时间ti和位置Ri寻优，以达到脉冲之和最小。对比Gauss算法，通过本发明方法能够找出当转角为180°附近时的低倾角、低脉冲转移轨道，从而获得更加真实和全面的行星‑行星转移机会。
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公开(公告)号：CN105253329A
公开(公告)日：2016-01-20
申请号：CN201510599566.5
申请日：2015-09-18
Applicant: 北京理工大学
IPC: B64G1/24
Abstract: 本发明公开的一种基于弱稳定边界的两脉冲行星捕获轨道方法，涉及一种探测器在星际航行中被目标天体捕获进入任务轨道时的捕获轨道方法，属于航空航天技术领域。本发明包括如下步骤：在太阳-行星质心旋转系下建立探测器运动方程；确定太阳-行星系统的弱稳定边界；根据目标任务轨道选定弱稳定边界系数e、探测器相对行星距离r0、探测器-行星夹角θ；探测器施加第一次机动，由双曲线轨道进入弱稳定边界转移轨道；探测器施加第二次机动，由弱稳定边界转移轨道进入目标任务轨道，最终实现轨道捕获。本发明无需考虑行星的大气信息且不受行星大气不确定度影响，可靠性高，此外，本发明所需速度增量小、适用范围大、对于较高任务轨道高度的捕获轨道效果更佳。
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公开(公告)号：CN104504520A
公开(公告)日：2015-04-08
申请号：CN201410812327.9
申请日：2014-12-23
Applicant: 北京理工大学
CPC classification number: G06Q10/06315 , G06N3/086
Abstract: 本发明涉及一种基于神经网络的深空探测器自主任务规划方法，属于深空探测技术领域。本发明方法通过建立深空探测器系统模型，定义深空探测器系统自主任务规划问题，确定自主任务规划系统的输入输出，建立神经网络模型，利用深空探测器仿真系统产生的仿真数据对神经网络进行训练，训练后的神经网络能够在给定一组输入后，得到理想的输出。本发明能在多个子系统需要协调的情况下、满足探测器实时性要求；能够快速得到规划解，弥补采用地面站控制的通讯延迟的缺点，有助于大大提高深空探测器自主任务规划的效率，满足探测器实时性要求，规划时间短、效率高，更加适合实时性要求高的深空探测器。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN103293962A
公开(公告)日：2013-09-11
申请号：CN201310240164.7
申请日：2013-06-18
Applicant: 北京理工大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明涉及一种基于分解协调策略的行星借力小推力轨道优化方法，属于航空航天技术领域。首先以行星借力处为节点，将行星借力小推力转移轨道优化问题分解为一个系统级优化问题和两个二级优化子问题；然后以系统级优化问题求解为主迭代，用于协调子优化问题的行星借力处状态匹配，以二级优化子问题求解为次迭代，用于确定各分段轨道的推力控制律，直至主迭代和次迭代都收敛。本方法降低了优化模型的复杂度和轨道约束对优化参数的敏感度，提高了转移轨道优化问题的收敛效率。
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公开(公告)号：CN103158891A
公开(公告)日：2013-06-19
申请号：CN201310067934.2
申请日：2013-03-04
Applicant: 北京理工大学
IPC: B64G99/00
Abstract: 本发明涉及一种飞越小天体的目标选择方法，尤其涉及一种从动平衡点轨道出发飞越小天体的目标选择方法,属于航空航天技术领域。首先，根据时间约束和测控通信距离约束进行飞越目标的初选；然后，再根据小天体的物理特性和探测器飞越成像约束对目标进行进一步筛选；最后，根据探测器所能提供的速度增量约束，选择出备选目标。本发明方法通过任务时间与测控通信距离约束、小天体物理特性和探测器飞越成像约束对小天体星库的目标进行分层逐步筛选，最后进行速度增量的估算，给出备选目标，能够实现快速选择，具有计算量小、效率高等优点和效果。
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公开(公告)号：CN102923324A
公开(公告)日：2013-02-13
申请号：CN201210499395.5
申请日：2012-11-29
Applicant: 北京理工大学
IPC: B64G99/00
Abstract: 本发明涉及一种基于不变流形与引力辅助的低能量行星逃逸轨道设计方法，特别适合于利用动平衡点的低能量深空探测任务轨道设计，属于航天器轨道机动技术领域。本方法基于近拱点庞加莱映射的分段匹配，首先通过引入近拱点庞加莱映射得到不变流形在近拱点处的轨道状态集；然后，根据实现行星际转移所需逃逸双曲线超速要求，采用数值迭代方法计算轨道状态集中不变流形每一分支应施加的机动脉冲，通过机动脉冲大小对比可以确定燃料最省逃逸对应的不变流形分支和需要的机动脉冲；具有算法简单、计算效率高等优点，能够为精确设计提供合理可行的初值猜测。
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公开(公告)号：CN102424119A
公开(公告)日：2012-04-25
申请号：CN201110311060.1
申请日：2011-10-14
Applicant: 北京理工大学
IPC: B64G99/00
Abstract: 本发明为一种基于多项式逼近的行星际小推力转移轨道设计方法，首先设计变量初值猜测，给定转移轨道设计变量的初值猜测；然后计算探测器的始末端边界条件，其次采用第二类切比雪夫多项式拟合探测器的转移轨道，计算性能指标和约束条件；最后根据计算的性能指标判断是否满足最优性条件，根据计算的推力约束判断是否满足可行性条件，如果都满足，则优化成功，获得最佳转移轨道，如果有一项不满足，则调整第一步中设计变量的初值猜测直至优化成功。本方法利用切比雪夫多项式逼近小推力转移轨道形状，以时间为自变量避免了飞行时间约束；通过探测器始末端轨道状态约束确定多项式系数，该方法能够根据给定的始末端边界条件对不同任务类型的小推力转移轨道进行快速设计。
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公开(公告)号：CN101782392A
公开(公告)日：2010-07-21
申请号：CN201010103514.1
申请日：2010-02-01
Applicant: 北京理工大学
IPC: G01C21/24
Abstract: 本发明涉及一种基于观测矩阵的深空探测器自主导航路标选取方法，特别适用于利用三个路标进行深空探测器位置和姿态自主确定的导航系统，属于自主导航领域。本发明通过读取导航路标在目标天体坐标系下的位置数据，计算出目标天体坐标系下n个路标相对探测器的位置矢量；通过计算观测矩阵的行向量，得到观测矩阵H；计算任意三个导航路标组合所对应的矩阵(HHT)-1的特征值之和，选取最优的三个导航路标。本发明的基于观测矩阵的深空探测器自主导航路标选取方法具有精度高、计算小、解析可行，为近目标天体飞行的深空探测提供了明确可行的导航路标选取方法。
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