基于A*算法的摄动Lambert同伦迭代方法 被引量：1

1

作者 谢聪 杨震 梁彦刚 《航空学报》 北大核心 2025年第4期188-199,共12页

摄动Lambert问题是航天器交会对接、在轨维修等任务的基础问题。由于摄动Lambert问题没有解析解,仅能通过迭代计算得出数值解,因此现有方法主要针对迭代收敛性与计算效率进行改进。在现有同伦迭代的基础上,引入通用图搜索A*算法思想,提... 摄动Lambert问题是航天器交会对接、在轨维修等任务的基础问题。由于摄动Lambert问题没有解析解,仅能通过迭代计算得出数值解,因此现有方法主要针对迭代收敛性与计算效率进行改进。在现有同伦迭代的基础上,引入通用图搜索A*算法思想,提出了剪枝同伦迭代方法。首先,将当前末位置偏差到初速度增益的状态转移矩阵梯度方向与目标方向结合得到迭代方向,设计了基于A*算法的同伦映射;其次,基于泰勒展开设计了线性摄动矩阵,实现了对末位置发散路径的剪枝,解决了牛顿打靶法、拟线性化等传统方法无法排除初速度发散的无效迭代问题。仿真结果表明,本方法在保证获得最优解的同时较现有同伦法提升25%以上的计算效率,具有更大的收敛范围;同时本方法具有良好的初值收敛特性,地月三体系统轨道转移案例较拟线性化方法提升30%以上计算效率。 展开更多

关键词 摄动lambert问题 同伦迭代法 轨道转移 A*算法 三体问题

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航天器交会中的Lambert问题 被引量：21

2

作者 朱仁璋 蒙薇 胡锡婷 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 2006年第6期49-55,共7页

应用Lagrange转移时间方程研究空间交会中的Lambert问题,包括经典Lambert问题(飞行弧段不足一圈的椭圆型轨道转移)与多圈Lambert问题(飞行圈数超过一圈的轨道转移),阐述转移轨道的几何特性与转移轨道类型,分析转移时间与转移轨道参数及... 应用Lagrange转移时间方程研究空间交会中的Lambert问题,包括经典Lambert问题(飞行弧段不足一圈的椭圆型轨道转移)与多圈Lambert问题(飞行圈数超过一圈的轨道转移),阐述转移轨道的几何特性与转移轨道类型,分析转移时间与转移轨道参数及变轨速度增量之间的关系。对航天器交会中常用的圆轨道之间的双冲量转移,给定转移角与转移时间,阐述最小变轨速度增量所对应的转移圈数与轨道参数的求解方法,提出满足最小变轨速度增量要求的轨道转移的图解法。对给定的初始分离角与交会时间,按最小变轨速度增量要求,确定航天器交会的初始漂移时间、双冲量轨道转移时间与终端停泊时间。 展开更多

关键词 lambert问题 航天交会 转移轨道

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基于解析梯度的经典Lambert问题迭代求解方法 被引量：3

3

作者 张世杰 聂涛 +1 位作者 赵亚飞 段晨阳 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期316-324,共9页

针对现有求解模型复杂、收敛速度慢等问题,在将经典Lambert转移问题转化为超越方程的基础上,提出一种基于解析梯度的Lambert问题迭代求解算法。选择转移轨道的真近点角为迭代变量,导出转移时间关于真近点角的解析梯度,构造一种基于解析... 针对现有求解模型复杂、收敛速度慢等问题,在将经典Lambert转移问题转化为超越方程的基础上,提出一种基于解析梯度的Lambert问题迭代求解算法。选择转移轨道的真近点角为迭代变量,导出转移时间关于真近点角的解析梯度,构造一种基于解析梯度的牛顿迭代算法,降低了算法计算复杂度。理论分析表明该算法具有二阶以上的收敛速度。依据偏心率向量与转移轨道形状的关系,通过几何方法分析得到转移轨道在初始位置处的速度约束条件,推导转移轨道真近点角的最大值和最小值的解析表达式,并采用线性插值方法确定迭代初值,进一步提高了迭代算法的收敛速度。数学仿真结果表明在各种转移条件下算法均能快速收敛,采用所给出的初值选取方法初值确定精度高,进而能够加快收敛速度,而与较割线法相比较收敛速度快、计算量小,验证了所提出算法的有效性。 展开更多

关键词 轨道转移 lambert问题 真近点角 解析梯度 牛顿迭代算法

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J2项摄动下的Lambert问题算法研究 被引量：7

4

作者 张锦绣 曹喜滨 +1 位作者 张刘 林晓辉 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期6-9,共4页

提出了一种基于J2摄动下Lambert问题的算法.首先采用Battin方法解二体情况下Lambert问题,并通过解析轨道理论计算出J2摄动影响下的卫星实际位置,从而得到目标位置与实际位置的偏差,以此偏差来调整二体情况下Lambert问题的目标位置,从而... 提出了一种基于J2摄动下Lambert问题的算法.首先采用Battin方法解二体情况下Lambert问题,并通过解析轨道理论计算出J2摄动影响下的卫星实际位置,从而得到目标位置与实际位置的偏差,以此偏差来调整二体情况下Lambert问题的目标位置,从而实现在J2摄动下的Lambert问题的求解.该算法计算模型简单,计算量较小,变轨精度较高,可大幅度降低星载计算机的计算量,适于星上自主变轨使用. 展开更多

关键词 lambert问题 J2摄动 Battin方法 解析轨道理论

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基于Lambert问题的精确拦截与交会策略研究 被引量：8

5

作者 李栋林 黄福铭 《飞行力学》 CSCD 北大核心 2008年第2期57-59,共3页

Lambert交会问题的经典Gauss求解方法是建立在二体问题假设基础上的,不能满足实际空间任务需求。因此在考虑摄动影响的基础上,提出了一种修正方法,以实现精确拦截和交会,并通过仿真算例验证了该方法的正确性。

关键词 lambert问题 精确拦截和交会 Gauss问题 摄动 修正方法

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Lambert问题的改进算法 被引量：4

6

作者 魏倩 蔡远利 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 2016年第7期1339-1344,共6页

针对固定时间轨道转移的Lambert问题,提出一种航迹角迭代法改进求解策略.通过引入双三次样条插值函数,构造出关于转移时间、位置矢量以及初始航迹角的二维拟合函数;然后利用此构造函数重新定义初始迭代值,用于提高迭代效率.通过假设检... 针对固定时间轨道转移的Lambert问题,提出一种航迹角迭代法改进求解策略.通过引入双三次样条插值函数,构造出关于转移时间、位置矢量以及初始航迹角的二维拟合函数;然后利用此构造函数重新定义初始迭代值,用于提高迭代效率.通过假设检验和仿真对比实验,改进的航迹角迭代法与经典方法相比较,具有迭代效率高、运算速度快等优点. 展开更多

关键词 lambert问题 航迹角迭代法初始值 双三次样条 拟合函数

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UKF参数估计在三体Lambert问题中的应用 被引量：3

7

作者 张洪礼 罗钦钦 韩潮 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期228-233,共6页

为了快速精确地求解三体Lambert问题,提出了一种新的基于无损卡尔曼滤波(UKF)参数估计的数值求解算法,该算法由初值猜测和精确解求解两部分组成.首先,基于地月系统二体模型,通过简单迭代求解三体Lambert问题的初值.然后,将三体Lambert... 为了快速精确地求解三体Lambert问题,提出了一种新的基于无损卡尔曼滤波(UKF)参数估计的数值求解算法,该算法由初值猜测和精确解求解两部分组成.首先,基于地月系统二体模型,通过简单迭代求解三体Lambert问题的初值.然后,将三体Lambert问题对应的两点边值问题转化为参数估计问题,通过UKF滤波算法求解,可得到收敛的精确解.该算法是基于概率估计理论的,不仅避免了传统数值方法推导相关梯度矩阵的复杂性,而且降低了三体Lambert问题对初值精确度的要求,从而显著降低了三体Lambert问题求解的难度.数值仿真表明,该方法求解效率较高,具有良好的鲁棒性,与微分修正算法、二阶微分修正算法对比具有更大的收敛域. 展开更多

关键词 三体系统 lambert问题 两点边值问题 无损卡尔曼滤波 参数估计

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包含引力辅助变轨的三体Lambert问题求解算法 被引量：6

8

作者 罗钦钦 韩潮 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期679-682,687,共5页

对包含引力辅助变轨的三体Lambert问题提出了一种数值求解算法,分为转移轨道初始设计和终值搜索两部分.采用伪状态理论,通过简单迭代求解高精度的转移轨道初始设计结果,在此基础之上,通过数值积分在更复杂的摄动环境中,计算精确的转移... 对包含引力辅助变轨的三体Lambert问题提出了一种数值求解算法,分为转移轨道初始设计和终值搜索两部分.采用伪状态理论,通过简单迭代求解高精度的转移轨道初始设计结果,在此基础之上,通过数值积分在更复杂的摄动环境中,计算精确的转移轨道和一二阶状态转移矩阵,并利用二阶微分修正算法搜索最终解.经过数值算例检验,这种方法具有较高的效率和鲁棒性,可以有效解决三体系统中引力辅助转移轨道的高敏感性问题. 展开更多

关键词 引力辅助 三体系统 lambert问题 伪状态 微分修正

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基于Lambert转移的虚交点轨道拦截优化 被引量：6

9

作者 魏鹏涛 雷刚 +1 位作者 郭洪娜 王明海 《飞行力学》 CSCD 北大核心 2012年第6期556-559,共4页

空间拦截要求进行拦截轨道优化,实现时间和能量最优。针对异面冲量拦截能量消耗大的现状,提出了在虚交点进行拦截的方式。应用普适变量法解决Lambert问题,从而实现拦截轨道的优化。与异面拦截相比,虚交点拦截不需要改变轨道面就可实现拦... 空间拦截要求进行拦截轨道优化,实现时间和能量最优。针对异面冲量拦截能量消耗大的现状,提出了在虚交点进行拦截的方式。应用普适变量法解决Lambert问题,从而实现拦截轨道的优化。与异面拦截相比,虚交点拦截不需要改变轨道面就可实现拦截,节省了能量。通过STK对拦截过程进行了仿真,证明了该拦截方式的可行性。 展开更多

关键词 空间拦截 虚交点 lambert问题 拦截轨道

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考虑J2项摄动的Lambert问题状态空间摄动解析近似法 被引量：4

10

作者 李兆亭 张洪波 郑伟 《航天控制》 CSCD 北大核心 2018年第4期52-58,共7页

针对Lambert转移轨道在考虑J2项摄动时终端位置偏差大的问题,提出了一种基于状态空间摄动法的初始速度修正方法。该方法中初始脉冲速度的主要部分根据二体Lambert变轨原理计算,J2项摄动的修正部分根据状态空间摄动法解析计算。为求得修... 针对Lambert转移轨道在考虑J2项摄动时终端位置偏差大的问题,提出了一种基于状态空间摄动法的初始速度修正方法。该方法中初始脉冲速度的主要部分根据二体Lambert变轨原理计算,J2项摄动的修正部分根据状态空间摄动法解析计算。为求得修正量,在当地水平坐标系中建立线性化摄动运动方程,并令线性系统的零输入响应和零状态响应在终端点处相互抵消,从而得到解析解。通过数值仿真验证了该方法的有效性,J2项摄动条件下的终端位置精度能够满足一般的任务要求,但其位置精度受转移时间影响较大。 展开更多

关键词 状态空间摄动法 lambert问题 J2项摄动 解析解法

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能量最优与燃料最优Lambert交会问题 被引量：7

11

作者 徐利民 张涛 陶佳伟 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第9期1888-1893,共6页

Lambert双脉冲交会问题是航天工程中轨道转移和在轨交会等领域的重要问题,而能量最优和燃料最优Lambert交会问题是针对典型应用背景和工程需求衍生的一类Lambert优化问题。针对能量最优与燃料最优Lambert双脉冲交会问题提出一种基于矢... Lambert双脉冲交会问题是航天工程中轨道转移和在轨交会等领域的重要问题,而能量最优和燃料最优Lambert交会问题是针对典型应用背景和工程需求衍生的一类Lambert优化问题。针对能量最优与燃料最优Lambert双脉冲交会问题提出一种基于矢量形式的解析计算方法,给出能量最优和燃料最优Lambert交会问题的矢量形式解析解,同时对2种最优交会问题求解的性质与特点进行了分析对比。仿真结果验证了计算的正确性及燃料最优轨道相比能量最优轨道燃料消耗较少的事实。 展开更多

关键词 双脉冲变轨 lambert交会 能量最优 燃料最优 两点边值问题 最优规划

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大范围收敛的摄动Lambert问题新型解法:拟线性化-局部变分迭代法 被引量：5

12

作者 冯浩阳 岳晓奎 汪雪川 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第11期340-353,共14页

研究实时、高效、稳定性强的高性能空间轨道计算方法对于中国未来航天工程具有重大应用价值。针对强非线性系统的多维两点边值问题,提出了一种拟线性化-局部变分迭代法(QL-LVIM),通过拟线性化(QL)思想,将非线性两点边值问题转化为一系... 研究实时、高效、稳定性强的高性能空间轨道计算方法对于中国未来航天工程具有重大应用价值。针对强非线性系统的多维两点边值问题,提出了一种拟线性化-局部变分迭代法(QL-LVIM),通过拟线性化(QL)思想,将非线性两点边值问题转化为一系列具有一定迭代格式,并且成对出现的初值问题,进而通过局部变分迭代法(LVIM)对其进行求解。利用拟线性化的大范围收敛特性和局部变分迭代法的快收敛、高精度特性,该方法能够在较大的时间和空间尺度下快速精确获得摄动Lambert问题的初速度和转移轨道,其收敛域远大于传统的牛顿打靶法,为航天器轨道转移提供了一种简便高效、稳定性强的新型计算方法。在不同轨道情形下,与几类参考方法对比,结果表明本方法能够在计算效率方面实现大幅提升,并且能够在大范围内实现快速收敛。方法的有效性在地-月系三体问题中得到了进一步验证。 展开更多

关键词 摄动lambert问题 拟线性化法 局部变分迭代法 两点边值问题 三体问题

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航天器轨道递推及Lambert问题计算方法综述 被引量：4

13

作者 冯浩阳 汪雪川 +1 位作者 岳晓奎 王昌涛 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第13期1-21,共21页

航天器轨道计算是航天动力学与控制领域的基础问题,未来空间任务对轨道计算的精度和实时性要求更高,研究新型高性能空间轨道计算方法对于中国未来航天工程具有重大应用价值。概述了空间轨道计算的研究背景,系统梳理了求解轨道递推问题和... 航天器轨道计算是航天动力学与控制领域的基础问题,未来空间任务对轨道计算的精度和实时性要求更高,研究新型高性能空间轨道计算方法对于中国未来航天工程具有重大应用价值。概述了空间轨道计算的研究背景,系统梳理了求解轨道递推问题和Lambert问题的各类方法,介绍了各类方法的求解思想和优缺点,对轨道计算方法的发展趋势进行展望,为具体任务中轨道计算方法的选取提供参考,也为新型高性能空间轨道计算方法的设计提供启发。 展开更多

关键词 轨道递推 lambert问题 打靶法 伪谱法 配点法 边值问题 有限差分法

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基于偏心率向量含约束多圈Lambert问题

14

作者 黄英志 泮斌峰 唐硕 《西北大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2014年第1期23-30,共8页

讨论了带工程约束条件的多圈Lambert轨道问题。基于Lambert问题中偏心率向量沿转移弦线不变性,使用偏心率向量的横向分量作为解算的迭代变量,分析了工程约束函数的特性,并根据约束函数特性,直接从多圈Lambert问题的多个解中解算出满足... 讨论了带工程约束条件的多圈Lambert轨道问题。基于Lambert问题中偏心率向量沿转移弦线不变性,使用偏心率向量的横向分量作为解算的迭代变量,分析了工程约束函数的特性,并根据约束函数特性,直接从多圈Lambert问题的多个解中解算出满足约束条件的解,避免了后期的比较筛选。提出的方法,求解次数更少,解算过程更为直接,最后给出的数值算例验证了方法的准确性与有效性。 展开更多

关键词 多圈lambert问题 约束条件 转移轨道 数值积分

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空间交会中多圈Lambert问题的算法改进与实现

15

作者 卫强 李新洪 王刚 《空间控制技术与应用》 2014年第5期52-56,共5页

针对目前多圈Lambert问题多种算法的不足之处,如精确性不高和难以编程实现等,利用问题解集的分布特点改进算法,编写可直接调用的Matlab程序,为多圈Lambert转移的拓展提供必要条件.以空间交会两动点间的轨道转移为例,建立二层优化的数学... 针对目前多圈Lambert问题多种算法的不足之处,如精确性不高和难以编程实现等,利用问题解集的分布特点改进算法,编写可直接调用的Matlab程序,为多圈Lambert转移的拓展提供必要条件.以空间交会两动点间的轨道转移为例,建立二层优化的数学模型,并提出结合智能算法的解题思路.通过应用算例验证了程序的正确性和有效性. 展开更多

关键词 多圈lambert问题 解集分布 二层优化 智能算法

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载人小行星探测轨道设计 被引量：4

16

作者 武江凯 王开强 +2 位作者 张柏楠 白明生 李志海 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 2013年第1期1-6,14,共7页

文章应用Lambert理论对载人小行星探测的轨道进行设计。结合轨道设计的基本条件与假设,建立了基于Lambert问题的轨道模型,并进行了仿真验证,结果证明模型正确有效。采用该模型,以发射窗口在2045年编号为89136的载人探测小行星A为例,给... 文章应用Lambert理论对载人小行星探测的轨道进行设计。结合轨道设计的基本条件与假设,建立了基于Lambert问题的轨道模型,并进行了仿真验证,结果证明模型正确有效。采用该模型,以发射窗口在2045年编号为89136的载人探测小行星A为例,给出了轨道设计的结果,同时对不同的故障情况下任务中止轨道及其特性进行了分析,对探测器应急返回能力进行了探讨。 展开更多

关键词 载人探测 小行星 轨道设计 兰伯特问题 中止轨道

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J2项摄动下的远程拦截耗尽关机中制导律设计 被引量：10

17

作者 呼卫军 王欢 周军 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第7期694-703,共10页

为实现远程高精度动能拦截,针对使用固态燃料发动机的拦截弹在强时间约束下的耗尽关机问题,本文设计一种基于通用能量管理(GEM)的闭环中制导律。该制导律首先考虑了地球非球形J2摄动项对弹道影响,改进Lambert问题求解算法,在小计算量的... 为实现远程高精度动能拦截,针对使用固态燃料发动机的拦截弹在强时间约束下的耗尽关机问题,本文设计一种基于通用能量管理(GEM)的闭环中制导律。该制导律首先考虑了地球非球形J2摄动项对弹道影响,改进Lambert问题求解算法,在小计算量的情况下修正了因地球扁率摄动在远程拦截长时段飞行过程中引起的需求速度求解偏差,将其精度提升一个数量级。然后在GEM基础上给出了一种能量调制角虚拟映射关系实现了能量调制初段指令平滑过渡,并改变近关机点推力定向策略解决了临近关机时指令发散问题。在制导过程中加速度计反馈环节的引入增强了对推进系统参数的鲁棒性。六自由度仿真表明,相比传统GEM制导律,该制导律精度更高,任务适应性强。 展开更多

关键词 通用能量管理(GEM) lambert问题 地球扁率 需求速度 虚拟映射

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航天器交会两点边界值问题 被引量：15

18

作者 朱仁璋 蒙薇 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第6期1182-1186,共5页

从绝对运动和相对运动两方面讨论近地空间航天器交会中的两点边界值问题。其中,绝对运动涉及多圈Lambert问题,以Lagrange时间方程为研究工具,而相对运动Lambert问题应用C-W线性解。对圆轨道之间的双冲量转移,给定转移角与转移时间,研究... 从绝对运动和相对运动两方面讨论近地空间航天器交会中的两点边界值问题。其中,绝对运动涉及多圈Lambert问题,以Lagrange时间方程为研究工具,而相对运动Lambert问题应用C-W线性解。对圆轨道之间的双冲量转移,给定转移角与转移时间,研究最小变轨速度增量所对应的转移圈数与轨道参数的求解方法,提出满足最小变轨速度增量要求的多圈转移的工程图解法,并从工程应用出发,在飞行时间约束下,按最小速度增量要求,阐述航天器交会两点之间飞行轨道(轨迹)设计方法。这种方法将飞行轨迹划分为初始漂移段、轨道转移段与终端停泊段三部分,应用两点边界值问题的解,选择两次冲量机动时刻,使速度增量之和最小。模拟算例表明,这种方法对航天器交会设计是适用的、有效的。 展开更多

关键词 lambert问题 Lagrange时间方程 C-W方程 空间交会

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J_2项摄动影响下的大气层外弹道规划改进算法 被引量：4

19

作者 魏倩 蔡远利 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第9期1245-1251,共7页

针对只限制飞行器始/终点位置和飞行时间两项约束条件的大气层外弹道规划问题,提出了一种考虑地球J_2项引力摄动的Lambert改进制导算法.根据经典Lambert制导理论确定中心力场假设条件下满足约束条件的标准弹道轨迹,然后与考虑地球扁率... 针对只限制飞行器始/终点位置和飞行时间两项约束条件的大气层外弹道规划问题,提出了一种考虑地球J_2项引力摄动的Lambert改进制导算法.根据经典Lambert制导理论确定中心力场假设条件下满足约束条件的标准弹道轨迹,然后与考虑地球扁率条件下的实际弹道轨迹相对比,得到基于轨道参数的弹道偏差解析解.通过设计一种计及J_2项引力摄动的虚拟目标点预测模型并补偿摄动偏差,将引力摄动影响下的轨道规划问题重新转化到二体理论Lambert制导下讨论.与现有的摄动修正方法相比较,考虑6个独立变量影响的预测模型修正算法能够全面完整地反应出轨道参数对于轨道偏差的影响.同时,基于椭圆轨道参数的预测模型具有鲁棒性强、计算精度高以及计算速度快等优点. 展开更多

关键词 J2项摄动 预测模型 椭圆轨道参数 弹道偏差 lambert问题

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萤火一号火星探测器的轨道设计和STK仿真 被引量：4

20

作者 杜兰 张浚哲 +1 位作者 王丹丹 韩雪锋 《测绘科学技术学报》 北大核心 2009年第4期235-237,共3页

研究了行星际轨道的基本设计参数和设计方法。首先介绍了Lambert问题及其对基本设计参数的求解，然后利用Lambert问题解生成的PCP图搜索了全局最优的2009～2010年发射窗口，并利用卫星软件工具包（STK）模拟了萤火一号（YH-1）在复杂力... 研究了行星际轨道的基本设计参数和设计方法。首先介绍了Lambert问题及其对基本设计参数的求解，然后利用Lambert问题解生成的PCP图搜索了全局最优的2009～2010年发射窗口，并利用卫星软件工具包（STK）模拟了萤火一号（YH-1）在复杂力模型下主要飞行轨道的全过程。计算和仿真结果表明，Lambert问题解与STK相结合，可以有效地建立行星际飞行的复杂设计轨道。 展开更多

关键词 行星际轨道 lambert问题 PCP图 卫星软件工具包 萤火一号

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