一种基于J2摄动主动利用的编队构形重构控制方法与流程

技术特征：
1.一种基于j2摄动主动利用的编队构形重构控制方法，其特征在于，包括以下步骤：s1、根据重构前编队平面内构形参数和重构后编队平面内构形参数，计算编队平面内构形参数偏差；s2、判断到重构前后相对偏心率矢量角度变化方向同j2摄动影响造成的相对偏心率矢量旋转方向相同，控制相对偏心率矢量幅值，基于j2摄动完成角度变化；s3、判断到重构前后相对偏心率矢量角度变化方向同j2摄动影响造成的相对偏心率矢量旋转方向相反，以时间为优先，完成平面内构型重构；s4、根据重构前编队平面外构形参数和重构后编队平面外构形参数，计算编队平面外构形参数偏差；s5、脉冲控制造成主动偏置的主从星轨道倾角差，基于j2摄动改变相对倾角矢量y轴分量，完成平面外构型重构。2.根据权利要求1所述一种基于j2摄动主动利用的编队构形重构控制方法，其特征在于，所述编队平面内构形参数偏差包括编队辅星与主星半长轴的差、相对偏心率矢量、相对倾角矢量和编队绕飞中心沿航迹向偏置距离。3.根据权利要求2所述一种基于j2摄动主动利用的编队构形重构控制方法，其特征在于，在j2项摄动影响下，相对偏心率矢量δe的长期变化为：上式中，δe为相对偏心率矢量的幅值，为相对偏心率矢量的初相位，为相对偏心率矢量的初相位，为相对偏心率矢量在j2项摄动下的旋转角速度。4.根据权利要求3所述一种基于j2摄动主动利用的编队构形重构控制方法，其特征在于，根据相对偏心率矢量在j2项摄动下的旋转角速度得到j2摄动影响造成的相对偏心率矢量旋转方向，相对偏心率矢量在j2项摄动下的旋转角速度的公式表示如下：上式中，t
e
为δe在j2摄动下的旋转周期，t为卫星轨道周期，为地球赤道半径，a为轨道半长轴，i为轨道倾角，j2为地球扁率摄动系数。5.根据权利要求4所述一种基于j2摄动主动利用的编队构形重构控制方法，其特征在于，在j2项摄动影响下，相对倾角矢量δi的长期变化为：上式中，δi
x
和δi
y
分别为相对倾角矢量δi的x和y向分量，δi
x0
表示重构开始时刻的相对倾角矢量δi的x向分量，δi
y0
表示重构开始时刻的相对倾角矢量δi的y向分量。6.根据权利要求5所述一种基于j2摄动主动利用的编队构形重构控制方法，其特征在于，j2摄动改变相对倾角矢量y轴分量的计算公式如下：
上式中，δi为编队卫星轨道倾角差。7.根据权利要求6所述一种基于j2摄动主动利用的编队构形重构控制方法，其特征在于，所述脉冲控制造成主动偏置的主从星轨道倾角差的计算公式如下：上式中，t为卫星轨道周期，a为轨道半长轴，δi
y
为重构需要改变的相对倾角矢量δi在y轴的投影，r
e
为地球赤道半径，i
c
表示主星轨道倾角。

技术总结
本发明公开了一种基于J2摄动主动利用的编队构形重构控制方法，包括：计算编队平面内构形参数偏差；判断到重构前后相对偏心率矢量角度变化方向同J2摄动影响造成的相对偏心率矢量旋转方向相同，控制相对偏心率矢量幅值，基于J2摄动完成角度变化；判断到重构前后相对偏心率矢量角度变化方向同J2摄动影响造成的相对偏心率矢量旋转方向相反，以时间为优先，完成平面内构型重构；确定利用J2摄动进行省燃料平面外构形重构的策略；脉冲控制造成主动偏置的主从星轨道倾角差，基于J2摄动改变相对倾角矢量y轴分量，完成平面外构型重构。通过使用本发明，实现比传统解析脉冲重构更省燃料消耗的编队构形重构控制。本发明可广泛应用于卫星编队构形控制领域。编队构形控制领域。编队构形控制领域。


技术研发人员：王继河 张锦绣
受保护的技术使用者：中山大学
技术研发日：2021.12.13
技术公布日：2022/3/25