一種重訪時間約束的衛(wèi)星軌道與星座設計方法

李偉建,劉旭光,劉興威,劉裕貴

(酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心,甘肅 酒泉 732750)

1 引言

衛(wèi)星軌道與星座設計是航天發(fā)射活動的基礎性問題,也是航天工程應用面臨的現實問題。盡管軌道設計理論和技術現已成熟,但是在面對具體應用需求時,軌道與星座設計需考慮的約束條件、影響因素等十分復雜,因此在針對不同的任務需求時,軌道與星座設計的方法仍需不斷深入研究。文獻[1]針對傳統(tǒng)軌道設計方法復雜、計算量大、效率低的問題,結合遺傳算法與靈敏度分析對面向區(qū)域觀測任務的小衛(wèi)星軌道進行優(yōu)化設計。文獻[2]綜合考慮快速響應衛(wèi)星的入軌點位置、目標的運動狀態(tài)及位置屬性和快響衛(wèi)星的探測性能,提出了一種針對移動目標探測的快響衛(wèi)星軌道設計方法。文獻[3]以衛(wèi)星數目最少及滿足重訪時間要求為優(yōu)化目標,采用改進的模擬退火算法,結合改進的等面積網格點覆蓋法,提出了一種針對不規(guī)則區(qū)域成像全覆蓋的衛(wèi)星星座構型優(yōu)化設計方法。文獻[4]將星座覆蓋率最大化和重訪時間最小化作為目標,采用遺傳算法和半解析法結合的方法對軌道參數進行優(yōu)化設計。本文對衛(wèi)星軌道設計的理論方法和全過程進行研究,然后采用Matlab/STK聯合仿真的方法實現衛(wèi)星軌道設計和星座性能計算,對設計變量進行迭代搜索獲得滿足任務要求的設計結果,通過對星座性能參數的比較,在可行設計結果集里確定較優(yōu)的設計結果,能避免復雜的算法設計,解決衛(wèi)星軌道與星座設計這一復雜問題。……