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公开(公告)号：CN117763836A
公开(公告)日：2024-03-26
申请号：CN202311786905.1
申请日：2023-12-22
Applicant: 北京理工大学
Abstract: 本发明公开的一种基于月地返回轨道的小行星探测目标选择方法，属于航空航天领域。本发明实现方法为：确定月地返回轨道初始条件；根据月地返回轨道六根数与地球逃逸模型输入参数计算拉起逃逸机动时间、逃逸时间、逃逸轨道特征矢量、逃逸双曲线超速赤经、逃逸双曲线超速赤纬与拉起逃逸机动，建立基于月地返回轨道的无约束地球逃逸模型；从星历数据中获得地球与小行星位置与速度，计算获得深空机动与小行星交会机动，建立地球逃逸后的无约束深空转移模型；构建无约束的基于月地返回轨道的小行星探测转移模型，建立无约束小行星转移优化问题；求解无约束小行星转移优化问题，根据最优小行星探测速度增量筛选满足速度增量要求的小行星。
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公开(公告)号：CN116628954A
公开(公告)日：2023-08-22
申请号：CN202310506209.4
申请日：2023-05-06
Applicant: 北京理工大学
IPC: G06F30/20
Abstract: 本发明公开的一种支持太空体系试验的多要素可拓展空间设计系统，属于空间系统领域。本发明主要由“近地轨道试验站+天地往返飞行器”、“地月平动点试验站+轨道间转移飞行器”、“地外行星表面试验站+星间运输飞行器”三站三器组成，所述三站三器组成的分布式平台，用于实现试验环境物理属性的三位一体设计，提供全空间环境要素的试验应用环境，通过三站三器组成的分布式平台具有的开放、继承和拓展性特征，满足不同类型空间试验服务需求，实现天地间与多站器的一体化优化，实现试验空间和特征环境的广域覆盖，支持太空体系试验。所述物理属性包括绕飞轨道、平动定点轨道、行星到达。本发明还具有开放度高、体系化、可继承、可拓展的优点。
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公开(公告)号：CN112348361B
公开(公告)日：2023-01-24
申请号：CN202011232151.1
申请日：2020-11-06
Applicant: 北京理工大学
Abstract: 本发明公开的基于状态转移路径重构的启发式航天器任务规划方法，属于航空航天技术领域。本发明根据子系统内部约束特点，综合考虑航天器结构、任务需求、设备状态和航天器能力四项因素，对航天器的构成、资源、分系统功能以及需要满足的各种约束条件进行描述；针对航天器系统约束复杂和系统状态信息互相耦合特点，利用时间线刻画航天器的多个并行子系统，建立子系统内部状态转换图；同时，根据状态之间的约束关系及状态转换代价值构建启发式信息，根据启发式排序结果引导规划搜索方向，输出最终的基于状态转移路径重构的启发式航天器任务规划求解结果，即完成航天器任务规划，缩减搜索空间，提高任务规划效率，进而保证航天器任务执行的成功率。
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公开(公告)号：CN114115308A
公开(公告)日：2022-03-01
申请号：CN202111335969.0
申请日：2021-11-12
Applicant: 北京理工大学
IPC: G05D1/08
Abstract: 本发明公开的一种引力波探测航天器姿态自主规划方法，属于航空航天技术领域。本发明实现方法为：根据引力波探测任务的轨道与姿态强耦合特性，构建带有终端状态强非线性约束的时间最省姿态规划问题；在该问题中，应用曲线拟合技术将终端状态约束拟合为时间与四元数的多项式函数；通过引入增广变量将该问题转化为带有矩阵约束的QCQP问题；使用半正定约束对该矩阵约束进行松弛，在性能指标中额外引入惩罚项对该约束的松弛程度进行最小化，得到一个近似凸优化问题；通过迭代求解该问题，获得原问题的最优姿态机动序列。本发明能够在保证建模真实、求解鲁棒的前提下，提高姿态规划效率，解决引力波探测任务姿态规划应用相关技术问题。
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公开(公告)号：CN113703484A
公开(公告)日：2021-11-26
申请号：CN202111020087.5
申请日：2021-09-01
Applicant: 北京理工大学
IPC: G05D1/10
Abstract: 本发明公开的一种有卫星失效后的混合编队卫星星座失效重构方法，属于航空航天技术领域。本发明从星座构型几何特征的角度出发，结合Walker‑δ星座构型特点，分析失效前Walker‑δ星座内混合卫星编队的根卫星，通过父子星约束与子星间约束连接编队节点，以根卫星为根、以父子星约束为边、以子星间约束为连接建立编队构型约束树，将复杂的多星多约束星座重构问题转化为简单的约束树分层遍历问题；卫星失效时在给定任务性能指标与相位调整机动方式下能够实现的混合编队星座的重构，且对于卫星总数不大的卫星星座情况下能够实现在轨自主重构。本发明具有扩展性，对于不同组成、不同编队约束的混合编队星座均能够解决失效重构问题。本发明具有重构效率高的优点。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN111301720B
公开(公告)日：2021-09-03
申请号：CN202010212525.7
申请日：2020-03-24
Applicant: 北京理工大学
IPC: B64G1/24
Abstract: 本发明公开的一种深空探测器轨道自主控制方法，属于航空航天技术领域。本发明实现方法为：将已知优化设计的标称轨道进行离散，得到标称轨道状态和控制量的离散化数据；对于当前的控制周期，根据导航系统估计值获得后面时刻探测器的估计状态；然后以当前状态为轨道初值，以标称轨道的终端状态为目标值，采用序列凸优化方法求解最优控制问题，对探测器转移轨道进行重规划，获得新的轨道控制律；探测器在该控制周期内按照新的控制指令执行轨道控制，直至达到下一控制时刻。重复迭代上述步骤，直到到达终端时刻，轨道自主控制终止。本发明具有如下优点：利用凸优化求解最优控制问题速度快，有较强的收敛性，鲁棒性好，求得的解为全局最优解。
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公开(公告)号：CN108100306B
公开(公告)日：2019-02-01
申请号：CN201711264943.5
申请日：2017-12-05
Applicant: 北京理工大学
Abstract: 本发明公开的一种快速筛选日地平衡点小行星探测目标的方法，属于航空航天领域。本发明在太阳‑地球质心旋转系下建立探测器动力学方程；将探测器在旋转系下的位置速度转换到太阳为中心的惯性系下，并表示成轨道要素形式；给定探测器的速度增量约束和转移时间约束，求解最优两脉冲转移轨道，计算满足约束的小行星探测目标最大轨道根数范围；根据小行星探测目标参数范围，对小行星数据库中的小行星探测目标进行筛选，排除参数范围外的小行星探测目标；剩余小行星探测目标为满足多重约束条件的小行星探测目标，并根据探测任务需要完成精确轨道设计，得到相应的轨道转移机会，完成相应小行星探测任务。本发明具有筛选速度快、且不受发射时间影响的优点。
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公开(公告)号：CN108100307B
公开(公告)日：2018-12-21
申请号：CN201711264944.X
申请日：2017-12-05
Applicant: 北京理工大学
Abstract: 本发明公开的一种用于复杂约束下低能量小天体精确探测轨道转移方法，属于航空航天技术领域。本发明首先确定探测轨道设计任务所需满足的多种复杂非一致强耦合约束，建立多种复杂非一致强耦合约束与轨道设计参数的映射关系；在质心旋转坐标系下建立探测器动力学方程；通过建立的线性化探测器动力学方程提供初值，采用非线性降维方法和二阶微分修正得到星历模型下精确的拟周期轨道；基于星历模型下精确的拟周期轨道，采用拟流形扰动法优化获得转移轨道初值；针对多种复杂非一致强耦合约束对得到的转移轨道初值进行修正，获得精确的低能量转移轨道。本发明具有效率高、收敛性好、转移所需能量小的优点。
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公开(公告)号：CN108100306A
公开(公告)日：2018-06-01
申请号：CN201711264943.5
申请日：2017-12-05
Applicant: 北京理工大学
CPC classification number: B64G1/105 , B64G1/242 , B64G2001/1064
Abstract: 本发明公开的一种快速筛选日地平衡点小行星探测目标的方法，属于航空航天领域。本发明在太阳‑地球质心旋转系下建立探测器动力学方程；将探测器在旋转系下的位置速度转换到太阳为中心的惯性系下，并表示成轨道要素形式；给定探测器的速度增量约束和转移时间约束，求解最优两脉冲转移轨道，计算满足约束的小行星探测目标最大轨道根数范围；根据小行星探测目标参数范围，对小行星数据库中的小行星探测目标进行筛选，排除参数范围外的小行星探测目标；剩余小行星探测目标为满足多重约束条件的小行星探测目标，并根据探测任务需要完成精确轨道设计，得到相应的轨道转移机会，完成相应小行星探测任务。本发明具有筛选速度快、且不受发射时间影响的优点。
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公开(公告)号：CN105511493B
公开(公告)日：2018-04-03
申请号：CN201511000976.X
申请日：2015-12-28
Applicant: 北京理工大学
IPC: G05D1/10
Abstract: 本发明公开的一种基于火星大气辅助的低轨星座部署方法，涉及一种火星大气与其引力系统下的火星星座部署方法，属于航空航天技术领域。本发明通过优化得到满足气动力要求的控制率来求解出所需初始轨道进入大气施加的速度脉冲和飞行器进入目标轨道施加的速度脉冲。探测器通过施加所需的飞行器从初始轨道进入大气速度脉冲将载有的飞行器从远火点位置释放并进入大气，在大气内通过优化给出的控制率进行气动力辅助轨道转移，并通过施加所需的飞行器进入目标轨道施加的速度脉冲将飞行器定轨到目标轨道上，将多颗星座飞行器分别部署到各自的目标轨道上，实现对整个星座的部署。本发明部署过程所消耗的能量低，对目标轨道没有严苛的要求，部署过程灵活。
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