基于快速交会特殊点变轨策略的航天器发射窗口分析

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1、第２１卷第６期载人航天Ｖｏｌ．２１Ｎｏ．６２０１５年１１月ＭａｎｎｅｄＳｐａｃｅｆｌｉｇｈｔＮｏｖ．２０１５基于快速交会特殊点变轨策略的航天器发射窗口分析１，２１１３３王雪瑶，龚胜平，李俊峰，彭坤，马晓兵（１．清华大学航天航空学院，北京１０００８４；２．北京空间科技信息研究所，北京１０００８６；３．中国空间技术研究院载人航天总体部，北京１０００９４）摘要：快速交会任务将会随着未来航天任务的增加而成为主流形式，发射窗口的选择是快速交会任务完成的关键因素。当交会任务特殊点变轨策略确定后，若使整个变轨过程中追踪器达到最少燃料消耗

2、，则需要目标器与追踪器初始时刻的相位差在一定范围内。利用交会任务的线性化方程组可以估算该相位差，经过遍历计算可以确定追踪器的相位窗口。另一方面，根据追踪器的异面变轨能力以及不同的发射策略可以确定周期性的平面窗口。本文综合相位窗口和平面窗口的选择方法，在测控等其他条件理想的情况下，得出追踪器最终发射窗口，是快速交会任务完成的必要条件。关键词：快速交会；变轨策略；相位差；相位窗口；平面窗口；发射窗口中图分类号：Ｖ４１２.４＋１文献标识码：Ａ文章编号：１６７４-５８２５（２０１５）０６-０５５３-０７AnalysisofLaun

3、chWindowinShortRendezvousMissionTransferredatSpecialPoints１，３１１２２ＷＡＮＧＸｕｅｙａｏ，ＧＯＮＧＳｈｅｎｇｐｉｎｇ，ＬＩＪｕｎｆｅｎｇ，ＰＥＮＧＫｕｎ，ＭＡＸｉａｏｂｉｎｇ（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＡｅｒｏｓｐａｃｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＴｓｉｎｇｈｕａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８４，Ｃｈｉｎａ；２．ＢｅｉｊｉｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＳｐａｃｅＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８６，Ｃｈｉｎ

4、ａ；３．ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＭａｎｎｅｄＳｐａｃｅＳｙｓｔｅｍＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣｈｉｎａＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｐａｃｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００９４，Ｃｈｉｎａ）Abstract：Ｗｉｔｈｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｓｐａｃｅｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ，ｓｈｏｒｔｒｅｎｄｅｚｖｏｕｓｔｅｃｈｎｉｑｕｅｗｉｌｌｂｅｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｉｎｔｈｅｆｕｔｕｒｅ．Ｔｈｅｌａｕｎｃｈｗｉｎｄｏｗｉｓｖｅｒｙｉｍｐｏｒｔａｎｔｆｏｒｔｈｅａｃｃｏｍｐｌｉｓｈｍｅｎｔｏｆｓｈｏｒｔｒｅｎｄｅｚｖｏｕｓｍｉｓｓｉｏｎ．

5、Ｗｈｅｎｄｅｓｉｇｎｉｎｇｔｒａｎｓｆｅｒｓｔｒａｔｅｇｙａｔｓｐｅｃｉａｌｐｏｉｎｔｓ，ｔｈｅｐｈａｓｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｔａｒｇｅｔｓｐａｃｅｃｒａｆｔａｎｄｔｈｅｔｒａｃｉｎｇｓｐａｃｅｃｒａｆｔｓｈｏｕｌｄｂｅｗｉｔｈｉｎｔｈｅｐｒｏｐｅｒｒａｎｇｅ，ｓｏｔｈｅｔｏｔａｌｆｕｅｌｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎｗｉｌｌｂｅｔｈｅｌｅａｓｔ．Ｗｉｔｈｔｈｅｐｈａｓｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｅｓｔｉｍａｔｅｄｂｙｌｉｎｅａｒｉｚｅｄｅｑｕａｔｉｏｎｓ，ｔｈｅｐｈａｓｅｌａｕｎｃｈｗｉｎｄｏｗｏｆｔｒａｃｉｎｇｓ

6、ｐａｃｅｃｒａｆｔｃａｎｂｅｏｂｔａｉｎｅｄｔｈｒｏｕｇｈｔｒａｖｅｒｓａｌｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ，ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇｔｈｅｓｔａｔｅｏｆｔａｒｇｅｔｓｐａｃｅ-ｃｒａｆｔ．Ａｄｄｉｔｉｏｎａｌｌｙ，ｔｈｅｌａｕｎｃｈｓｔｒａｔｅｇｙａｎｄｔｈｅｌｉｍｉｔｏｆｎｏｎ-ｃｏｐｌａｎａｒｏｒｂｉｔｔｒａｎｓｆｅｒｒｉｎｇａｂｉｌｉｔｙｃａｎｉｎ-ｆｌｕｅｎｃｅｔｈｅｐｅｒｉｏｄｉｃｐｌａｎｅｌａｕｎｃｈｗｉｎｄｏｗ．Ｓｕｐｐｏｓｉｎｇｔｈｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｏｆｔｒａｃｋｉｎｇｔｅｌｅｍｅｔｒｙａｎｄｃｏｍ-ｍａｎｄ（Ｔ

7、Ｔ＆Ｃ）ａｒｅｉｄｅａｌ，ｔｈｅｆｉｎａｌｌａｕｎｃｈｗｉｎｄｏｗｗｉｌｌｂｅｏｂｔａｉｎｅｄｃｏｍｂｉｎｉｎｇｔｈｅｐｈａｓｅｗｉｎｄｏｗａｎｄｔｈｅｐｌａｎｅｗｉｎｄｏｗｉｎｔｈｉｓｉｓｓｕｅ，ｗｈｉｃｈｉｓｔｈｅｅｓｓｅｎｔｉａｌｃｏｎｄｉｔｉｏｎｏｆｓｈｏｒｔｒｅｎｄｅｚｖｏｕｓｍｉｓｓｉｏｎ．Keywords：ｓｈｏｒｔｒｅｎｄｅｚｖｏｕｓ；ｔｒａｎｓｆｅｒｓｔｒａｔｅｇｙ；ｐｈａｓｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ；ｐｈａｓｅｌａｕｎｃｈｗｉｎｄｏｗ；ｐｌａｎｅｌａｕｎｃｈｗｉｎｄｏｗ；ｌａｕｎｃｈｗｉｎｄｏｗ三大基本技术

8、，是中国载人航天工程重要技术支１引言持，也为中国未来载人登月、载人登火星等任务奠交会对接技术是发展航天技术、增强人类探定了坚实基础。从１９６５年１２月１５日美国双子［１］索和开发太空资源能力的一项重大关键技术。星飞船在航天员的参与下实现第一次载人空间交它与载人天地往返、出舱活动并称为载人航天的会对接开始