基于三体Lambert算法的平动点交会轨道设计

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1、第23卷第5期载人航天Vol.23No.52017年10月MannedSpaceflightOct.2017基于三体Lambert算法的平动点交会轨道设计1，21∗1孙俞，张进，罗亚中（1.国防科学技术大学航天科学与工程学院，长沙410073；2.中国西安卫星测控中心宇航动力学国家重点实验室，西安710043）摘要：针对未来建设地月系L2点空间站的需求，提出利用三体Lambert算法研究地月系L2点附近轨道的交会问题，包括设计同一Halo轨道上不同相位两航天器之间的交会转移轨道以及设计不同振幅Halo轨道之间的交会转移轨道。针对现有三体Lambert算法求解长时间轨道转移问题收敛性差的

2、缺陷，提出利用遗传算法求解初始参考轨道，进而通过同伦牛顿-拉夫逊迭代求解目标转移轨道的方法。计算结果表明，该方法能够有效解决长时间交会轨道转移问题，可以为地月空间平动点区域空间站建设提供参考。关键词：三体Lambert算法；轨道交会；地月空间站；Halo轨道；遗传算法中图分类号：V412.4文献标识码：A文章编号：1674-5825（2017）05-0608-06RendezvousTrajectoryDesignofLibrationPointsBasedonThree-bodyLambertAlgorithm1，21∗1SUNYu，ZHANGJin，LUOYazhong（1.Col

3、legeofAerospaceScienceandEngineering，NationalUniversityofDefenseTechnology，Changsha410073，China；2.TheStateKeyLaboratoryofAstronauticDynamics，ChinaXi’anSatelliteControlCenter，Xi’an710043，China）Abstract：Three-bodyLambertalgorithmwasappliedtostudytherendezvousproblemaroundtheEarth-Moon（EM）L2librati

4、onpointaimingatconstructingaspacestationaroundtheEML2libra-tionpoint.TherendezvoustransfertrajectorybetweentwospacecraftofdifferentphaseonthesameHaloorbitandtherendezvoustransfertrajectorybetweentwospacecraftonHaloorbitswithdifferentamplitudesweredesigned.Consideringthepoorconvergenceofthecurren

5、tthree-bodyLambertalgo-rithmforsolvingthelongtimetransferproblems，thetransfertrajectorywassolvedusingtheap-proachthattheinitialreferencetrajectorywascomputedbygeneticalgorithmwhiletheaccuratesolu-tionwasobtainedbythehomotopyiterationbasedontheNewton-Raphsonalgorithm.Theresultsshowedthatthismetho

6、dcouldeffectivelysolvethelongtimethree-bodyrendezvoustransferprob-lem，whichcouldofferavaluablereferencefortheconstructionofspacestationaroundthecislunarlibrationpoint.Keywords：three-bodyLambertalgorithm；orbitalrendezvous；Earth-Moonspacestation；Haloor-bit；genericalgorithm出了深空探测的第一步，并在近地交会对接技术1引言与

7、空间站建设方面初步取得了成功。平动点轨道21世纪以来，世界航天技术快速发展，各航设计问题在深空探测中具有重要应用价值。平动天大国相继提出了围绕月球、近地行星以及小行点不仅是对太阳活动进行科学探测的最佳位置，［1］星的探测计划。中国也通过“嫦娥”探月工程迈也是进行行星际探测的极佳枢纽。地月L2平收稿日期：2016-08-15；修回日期：2017-07-27基金项目：国家自然科学基金（11402295）；国防科学技术大学科研计划项目（JC14-01