一种对空间失控目标的自主逼近方法

摘要

本发明公开了一种对空间失控目标的自主逼近方法。首先，根据失控目标姿态的实际运动情况解算其被动捕获装置在目标轨道坐标系的运动形式；其次，根据被动捕获装置的运动形式，设计服务航天器相对目标的位置矢量，使其与被动捕获装置安装矢量在一条直线上；然后，控制服务航天器的姿态，使其主动捕获装置安装矢量与其相对目标的位置矢量在一条直线上；最后，由服务航天器任务需求及相对目标的位置矢量，设计逼近过程的相对距离的变化规律。

主权项

一种对空间失控目标的自主逼近方法，其特征在于，包括步骤：S1、根据目标的姿态运动情况计算出目标本体坐标系O_b到目标轨道坐标系O_T的坐标转换矩阵R_Tb，利用计算得到的坐标转换矩阵R_Tb计算目标上的被动捕获装置在目标轨道坐标系O_T的运动形式r_Tt：r_Tt＝R_Tbr_bt；其中，r_bt为被动捕获装置在目标上的安装矢量；S2、根据被动捕获装置的运动形式r_Tt，在目标轨道坐标系O_T内设计服务航天器相对于目标的位置矢量l_T：l_T＝l(t)n；其中，l(t)为位置矢量l_T的模长，即服务航天器相对于目标的距离，n为位置矢量l_T的方向矢量，且n＝r_Tt/‖r_Tt‖，‖r_Tt‖为r_Tt的模长；S3、控制服务航天器的姿态，使服务航天器上的主动捕获装置的安装矢量r_bs相对于目标的所述位置矢量l_T在一条直线上：r_bs×l_T＝0；S4、设计逼近过程中服务航天器相对于目标的距离l(t)的变化规律，l(t)＝‑V(t+P₁(exp(‑t/P₁)‑1))+l₀；其中，V为逼近速率，P₁为逼近启动时的缓冲系数，l₀为初始距离；S5、根据S1‑S4建立服务航天器对目标自主逼近的动力学模型，以便于设计服务航天器的轨道和姿态控制。