兼顾多任务高度的太阳同步轨道倾角偏置方法

摘要

本发明公开了兼顾多任务高度的太阳同步轨道倾角偏置方法，根据子任务的工作高度H_j，计算对应的考虑J₄项设计满足太阳同步轨道特性的标称倾角降交点地方时初值使用总任务LTDN⁰作为输入，使用迭代方法，计算在一种倾角偏置量Δi下的第一次子任务降交点地方时LTDN₁(t)和倾角i₁(t)，并将上一次子任务结束时的LTDN_j(T_j)和i_j(T_j)作为本次子任务的输入条件，按照j=1～N的排列，逐段完成所有子任务的降交点地方时漂移分析；最终以Δi为总任务的自变量，寿命期内降交点地方时漂移正负幅值差作为目标函数，当目标函数取值最小时，得到的倾角偏置量Δi为最优方案。本发明能够使得总任务期间的降交点地方时综合漂移变化最小。

主权项

一种兼顾多任务高度的太阳同步轨道倾角偏置方法，所述多任务高度包括N次子任务的轨道高度H_j，j＝1～N；第j次子任务所占用的时间区间为T_j‑1≤t≤T_j，T₀＝0，其特征在于，步骤如下：(1)根据子任务的轨道高度H_j计算该子任务的太阳同步轨道标称倾角j＝1～N；所述标称倾角为在考虑J₄项设计下满足太阳同步轨道特性的标称倾角；J₄为地球引力四阶带谐项系数；(2)根据标称降交点地方时LTDN⁰设定太阳同步轨道倾角偏置量Δi的初始值和收敛方向；并设定倾角偏置量调整步长初值；所述倾角偏置量Δi为入轨倾角相对第一次子任务标称倾角的太阳同步轨道倾角偏置量；(3)以倾角偏置量Δi和标称降交点地方时LTDN⁰作为输入，迭代计算第一次子任务期间倾角i₁(t)和第一次子任务期间的降交点地方时LTDN₁(t)，t∈[0,T₁]；所述步骤(3)中迭代计算的结束条件为：t∈[0,T₁]内第n+1次循环计算的所有时刻相对第n次循环计算的相同时刻均满足(4)从第二次子任务开始，将上一次子任务结束时的降交点地方时LTDN_j(T_j)和倾角i_j(T_j)作为本次子任务的输入条件，迭代计算本次子任务期间的降交点地方时LTDN_j+1(t)和倾角i_j+1(t)，T_j≤t≤T_j+1，直至完成所有子任务期间的降交点地方时和倾角计算；所述步骤(4)中迭代计算的结束条件为：T_j≤t≤T_j+1内第n+1次循环计算的所有时刻相对第n次循环计算的相同时刻均满足$|{\mathrm{LTDN}}_{j+1}^{n+1}\left(t\right)-{\mathrm{LTDN}}_{j+1}^n\left(t\right)|<1s;$(5)按时间顺序串联每一次子任务期间的降交点地方时LTDN_j(t)，T_j‑1≤t≤T_j，得出在当前倾角偏置量Δi下执行所有子任务期间降交点地方时LTDN(t)，0≤t≤T_N；将所有子任务期间降交点地方时LTDN(t)减去标称降交点地方时LTDN⁰获得所有子任务期间降交点地方时漂移；(6)判断所有子任务期间降交点地方时漂移的最大值的绝对值与最小值的绝对值之差的绝对值是否小于1s，如果小于1s，则此时的Δi为最佳倾角偏置量Δi_f，转入步骤(7)；如果不小于1s，则沿着所述收敛方向重新计算Δi，然后返回步骤(3)；(7)以最佳倾角偏置量Δi_f作为任务开始的倾角偏置量，入轨时的倾角为$i_1^0+{\mathrm{\Delta i}}_f.$