西安卫星测控中心 宇航动力学国家重点实验室, 陕西 西安 710043
日益增长的太空碎片为载人空间站和卫星带来严重的安全挑战。2011年, NASA提出使用地面连续激光照射空间碎片, 利用其微弱的光压力效应, 通过长期积累, 改变其轨道, 从而预防其与航天器可能的碰撞。这一碰撞避免方法并不把太空碎片拉回大气层内, 而是防止碰撞, 由于不需要航天器机动, 且光压的温和作用也对激光器发射功率没有太高要求, 因此这种避碰方法受到广泛关注。然而, 该方法的提出者采用的迎面照射控制律尽管简单但非最优, 故需要设计最优控制律。通过建立两点边值问题模型, 以两物体之间距离的最大化为控制目标, 求解了最优性条件。仿真显示, 经优化后控制律的避碰效果提高程度非常显著, 提高幅度与初轨有关, 通常为25%~125%。
地基激光系统 控制策略 空间碎片 避碰 ground based laser system control strategy space debris collision avoidance 红外与激光工程
2017, 46(3): 0329003
1 西安交通大学机械结构强度与振动国家重点实验室, 陕西 西安 710049
2 西安卫星测控中心宇航动力学国家重点实验室, 陕西 西安 710043
基于目标形状反射以及太阳、地球和空间目标三者的运动关系建立了空间目标的光度量测模型, 分析了姿态角、角速度和目标形状对光度观测数据的影响。建立了目标姿态角与角速度的运动学模型, 实现了对姿态和角速度的联合估计, 并探讨了算法的自适应估计能力。仿真结果表明, 该光度观测方案可实现未知姿态角与自旋角速度的估计, 姿态角和角速度缓慢变化时算法具备自适应估计能力, 但随着目标侧面数的增加, 姿态和角速度估计误差增大且算法收敛速度变慢。
测量 光度观测 姿态估计 角速度估计 量测建模
