面向观测任务的小卫星轨道仿真优化设计.pdf

《面向观测任务的小卫星轨道仿真优化设计.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第32卷第02期计算机仿真2015年02月文章编号：1006—9348(2015)02—0043—05面向观测任务的小卫星轨道仿真优化设计井文博1，高永明2，吴止锾1，叶新1(1．中国人民解放军装备学院研究生管理大队，北京101416；2．中国人民解放军装备学院信息装备系，北京101416)摘要：研究对地观测小卫星轨道设计问题，是以区域覆盖性能为优化目标，对小卫星进行轨道设计。传统轨道设计方法要建立复杂的轨道动力学模型，优化过程计算量大、效率低，优化结果对不确定因素考虑不足。针对以上问题，结合遗传算法(GA)与灵敏度分析对面向区域观测任务的小卫星轨道进行优化设计。通过连接STK与V

2、C实现覆盖性能计算，利用遗传算法实现小卫星轨道优化，采用灵敏度分析方法研究优化后的轨道参数变化对覆盖性能的影响程度。仿真结果表明优化后的小卫星轨道满足设计要求，能够达到覆盖性能最优。仿真结论，改进方法简单有效，优化效率高，可为实际工程中的小卫星轨道设计提供借鉴。关键词：小卫星；轨道设计；遗传算法；灵敏度分析中图分类号：TP391．9文献标识码：AMulti—-softwareCo—-OptimizationofMinisatOrbitforObservationMissionJINGWen—b01，GAOYong—min92，WUZhi—huanl，YEXinl(1．Graduat

3、eManagementTeam，AcademyofEquipment，Bering101416，China；2．DepartmentofInformationEquipment，AcademyofEquipment，Beijing101416，China)ABSTRACT：Theearthobservationminisatorbitisdesignedinordertooptimizetheregionalcoverageperformance．Minisatorbitdesignisanimportantfactoraffectingthecoverageperformance

4、．Thetraditionaldesignmethodneedstobuildcomplexorbitaldynamicsmodel，whichhasalargecalculatingquantityandlowefficiency，andtheoptimizedresultsconsideruncertaintiesinadequately．Tosolvetheseproblems，thispapercombinesgeneticalgorithm(GA)withsensitivityanalysistodesigntheminisatorbit．Thecoverageperfo

5、rmancecomputingisachievedbyconnectingSTKwithVC，anoptimizingminisatorbitisdesignedbasedongeneticalgorithm，andorbitalparametersareobtainedbyusingsensitivityanalysismethodstooptimizethedegreeofinfluenceonthecoverageperformance．Simulationre·suitsshowthatthedesignedminisatorbitmeetsthedesignrequire

6、ments，achievestheoptimalcoverageperformance．Thesimulationresultconcludesthatthemethodissimpleandeffective，whichhashighoptimizedefficiency．KEYWORDS：Minisat；OrbitDesign；GA；Sensitivityanalysis1引言小卫星具有研发周期短、投入小、风险低、发射方式灵活等优点，在通信、对地观测、空间遥感、气象观测、海洋探测、科学研究等领域有着广阔的应用前景¨‘3]。其中利用小卫星进行对地观测已成为当今发展的热点，美国“锁

7、眼”卫星就是典型例子，我国也于2013年9月发射了“高分一1”对地观测卫星。收稿日期：2014—04—01修回日期：2014—04—30目前，小卫星轨道优化研究比较广泛，文献[4]利用网格法进行覆盖性能计算，特征点提取具有一定的主观性，不能保证覆盖性能计算的准确度。文献[5]采用点数值仿真的方法进行优化，但优化过程计算量大、效率低。本文提出了一种遗传算法(GA)与灵敏度分析相结合的优化设计方法。首先，采用STK与VC集成的方法完成覆盖性能计算，避免了复杂的轨道建模过程