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利用Breakwell间距比法制定行星际探测中途修正策略

倪彦硕,施伟璜,杨洪伟,宝音贺西,李俊峰

文章导航> 深空探测学报(中英文）> 2016> 3(1): 83-89

倪彦硕, 施伟璜, 杨洪伟, 宝音贺西, 李俊峰. 利用Breakwell间距比法制定行星际探测中途修正策略[J]. 深空探测学报(中英文）, 2016, 3(1): 83-89. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2016.01.013

引用本文:

倪彦硕, 施伟璜, 杨洪伟, 宝音贺西, 李俊峰. 利用Breakwell间距比法制定行星际探测中途修正策略[J]. 深空探测学报(中英文）, 2016, 3(1): 83-89.doi:10.15982/j.issn.2095-7777.2016.01.013

NI Yanshuo, SHI Weihuang, YANG Hongwei, BAOYIN Hexi, LI Junfeng. Midcourse Correction Strategy of Interplanetary Exploration with Breakwell Spacing Ratio Method[J]. Journal of Deep Space Exploration, 2016, 3(1): 83-89. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2016.01.013

Citation:

NI Yanshuo, SHI Weihuang, YANG Hongwei, BAOYIN Hexi, LI Junfeng. Midcourse Correction Strategy of Interplanetary Exploration with Breakwell Spacing Ratio Method[J].Journal of Deep Space Exploration, 2016, 3(1): 83-89.doi:10.15982/j.issn.2095-7777.2016.01.013

利用Breakwell间距比法制定行星际探测中途修正策略

doi:10.15982/j.issn.2095-7777.2016.01.013

1.
清华大学航天航空学院, 北京 100084
2.
上海卫星工程研究所, 上海 200240

基金项目:高等学校博士学科点专项科研基金资助项目(20120002110078)

Midcourse Correction Strategy of Interplanetary Exploration with Breakwell Spacing Ratio Method

1.
School of Aerospace Engineering, Tsinghua University, Beijing 100084, China
2.
Shanghai Institute of Satellite Engineering, Shanghai 200240, China

摘要:详细介绍了制定行星际探测中途修正策略的Breakwell间距比法,给出了在燃料最优条件下,终端误差精度和制导能力与中途修正设计次数和时刻之间的解析关系。一般而言,终端误差精度每提高3倍,修正次数就需要增加1次,制导能力每提升3倍,修正次数就可以减少1次。在具体使用上,应首先根据精度要求和制导能力确定最后一次修正时刻,然后向前递推,使得前一次修正后误差传播量与后一次修正后误差传播量成公比为1/3的等比数列,以此确定其余修正时刻,从而保证在达到终端精度前提下,整体燃料消耗最少。以火星探测为例,给出探测器于2018年5月出发12月达到火星的算例,仿真结果表明了理论分析的正确性。
- Breakwell间距比/
- 中途修正/
- 制导策略/
- 燃料最优
Abstract:This paper introduces Breakwell spacing ratio method in detail and derives an analytical expression between terminal error accuracy, guidance ability and the number and time of midcourse corrections. Generally speaking, one more correction is necessary for every 3 times accuracy increasing, while every 3 times improving on guidance ability can reduce one correction. In specific applications, the last correction time should be determined first according to the terminal error accuracy and guidance ability, then other correction time can be determined so that the error propagation after each correction is a geometric progression with ratio 1/3. A simulation of a Mars exploration from May 2018 to December 2018 is taken as an example to verify the validity of theoretical analysis.
- Breakwell spacing ratio/
- midcourse correction/
- guidance strategy/
- fuel optimal

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[2]	段成林, 张宇, 韩意, 段建锋.“天问一号”太阳等离子体延迟误差分析与修正. 深空探测学报(中英文）, 2021, 8(6): 592-599.doi:10.15982/j.issn.2096-9287.2021.20210103
[3]	王靓玥, 郭延宁, 马广富.火星探测器制动捕获策略研究. 深空探测学报(中英文）, 2020, 7(2): 178-183.doi:10.15982/j.issn.2095-7777.2020.20171123001
[4]	周伟莉, 宋淑丽, 李培佳, 张志斌, 黄超, 黄勇, 王广利.基于GNSS加密网的VLBI电离层时延修正方法. 深空探测学报(中英文）, 2020, 7(4): 362-370.doi:10.15982/j.issn.2095-7777.2020.20200056
[5]	滕锐, 韩宏伟, 乔栋.火星探测最优离轨制导方法研究. 深空探测学报(中英文）, 2020, 7(2): 184-190.doi:10.15982/j.issn.2095-7777.2020.20190315001
[6]	马传令, 刘勇, 梁伟光, 张尧.“嫦娥4号”中继星应急轨道控制策略设计与分析. 深空探测学报(中英文）, 2019, 6(3): 269-276.doi:10.15982/j.issn.2095-7777.2019.03.011
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[8]	李海洋, 宝音贺西.小推力转移燃料消耗估计的机器学习方法. 深空探测学报(中英文）, 2019, 6(2): 195-200.doi:10.15982/j.issn.2095-7777.2019.02.012
[9]	柯森锎, 李爽, 肖东东, 王卫华, 聂钦博.基于高斯伪谱法的火星表面上升燃耗最优轨迹设计. 深空探测学报(中英文）, 2018, 5(3): 269-275.doi:10.15982/j.issn.2095-7777.2018.6.009
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[11]	任德鹏, 李青, 彭松.月面探测器燃料电池应用的初步研究. 深空探测学报(中英文）, 2017, 4(6): 552-556.doi:10.15982/j.issn.2095-7777.2017.12.008
[12]	刘雪奇, 孙海彬, 孙胜利.近地小行星防御策略分析. 深空探测学报(中英文）, 2017, 4(6): 557-563.doi:10.15982/j.issn.2095-7777.2017.06.009
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[14]	彭祺擘, 贺波勇, 张海联.地月转移自由返回轨道偏差传播分析. 深空探测学报(中英文）, 2016, 3(1): 56-60.doi:10.15982/j.issn.2095-7777.2016.01.009
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[17]	秦同, 朱圣英, 崔平远.火星软着陆能量最优制导律转移能力分析. 深空探测学报(中英文）, 2015, 2(3): 218-223.doi:10.15982/j.issn.2095-7777.2015.03.005
[18]	江秀强, 陶婷, 杨威, 李爽.附着小天体的最优制导控制方法. 深空探测学报(中英文）, 2015, 2(1): 53-60.doi:10.15982/j.issn.2095-7777.2015.01.008
[19]	郭延宁, 马广富, 曾添一, 崔祜涛.基于燃料最优解的火星精确着陆制导策略研究. 深空探测学报(中英文）, 2015, 2(1): 61-68.doi:10.15982/j.issn.2095-7777.2015.01.009
[20]	侯建文, 周杰.“火星科学实验室”巡航段导航、制导与控制. 深空探测学报(中英文）, 2014, 1(2): 110-116.

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利用Breakwell间距比法制定行星际探测中途修正策略

doi:10.15982/j.issn.2095-7777.2016.01.013

1. 清华大学航天航空学院, 北京 100084
2. 上海卫星工程研究所, 上海 200240

基金项目:高等学校博士学科点专项科研基金资助项目(20120002110078)

收稿日期:2015-10-05
修回日期:2015-11-04

关键词:

Breakwell间距比/

摘要:详细介绍了制定行星际探测中途修正策略的Breakwell间距比法,给出了在燃料最优条件下,终端误差精度和制导能力与中途修正设计次数和时刻之间的解析关系。一般而言,终端误差精度每提高3倍,修正次数就需要增加1次,制导能力每提升3倍,修正次数就可以减少1次。在具体使用上,应首先根据精度要求和制导能力确定最后一次修正时刻,然后向前递推,使得前一次修正后误差传播量与后一次修正后误差传播量成公比为1/3的等比数列,以此确定其余修正时刻,从而保证在达到终端精度前提下,整体燃料消耗最少。以火星探测为例,给出探测器于2018年5月出发12月达到火星的算例,仿真结果表明了理论分析的正确性。

English Abstract

倪彦硕, 施伟璜, 杨洪伟, 宝音贺西, 李俊峰. 利用Breakwell间距比法制定行星际探测中途修正策略[J]. 深空探测学报(中英文）, 2016, 3(1): 83-89. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2016.01.013

引用本文:

倪彦硕, 施伟璜, 杨洪伟, 宝音贺西, 李俊峰. 利用Breakwell间距比法制定行星际探测中途修正策略[J]. 深空探测学报(中英文）, 2016, 3(1): 83-89.doi:10.15982/j.issn.2095-7777.2016.01.013

NI Yanshuo, SHI Weihuang, YANG Hongwei, BAOYIN Hexi, LI Junfeng. Midcourse Correction Strategy of Interplanetary Exploration with Breakwell Spacing Ratio Method[J]. Journal of Deep Space Exploration, 2016, 3(1): 83-89. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2016.01.013

Citation:

NI Yanshuo, SHI Weihuang, YANG Hongwei, BAOYIN Hexi, LI Junfeng. Midcourse Correction Strategy of Interplanetary Exploration with Breakwell Spacing Ratio Method[J].Journal of Deep Space Exploration, 2016, 3(1): 83-89.doi:10.15982/j.issn.2095-7777.2016.01.013

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