面向多目标轨道接近与飞掠轨道的非线性规划解析Delta-V近似
地球与行星天体物理
2024-06-12 v1 天体物理仪器与方法
摘要
本研究提出一种基于线性相对运动及梯度法非线性规划模型的短程转移Delta-V解析近似方法，用于多目标轨道接近与飞掠轨道。以往研究常采用Lambert解法评估短时程转移的Delta-V。本文通过应用线性相对运动方程，构建近圆轨道轨道接近问题的解析双点边界值模型，以避免获取Lambert解及其梯度的迭代过程。虽然相对运动方程仅在两轨道足够接近时适用，且随轨道差异增大而位置与速度误差显著增加，但我们的仿真结果表明，速度增量误差仍在可接受范围内。此外，解析公式便于计算起点时刻和飞行时间的梯度，从而建立用于序列优化的非线性规划模型，梯度法算法可轻松求解。仿真结果表明，解析Delta-V近似所需计算量远低于Lambert解法，所提出的梯度法非线性规划算法在计算时间上优于以往方法，同时可获得相似结果。
引用
@article{arxiv.2406.07341,
title = {Analytical Delta-V Approximation for Nonlinear Programming of Multi-target Rendezvous and Flyby Trajectories},
author = {An-Yi Huang and Heng-Nian Li and Ya-Zhong Luo},
journal= {arXiv preprint arXiv:2406.07341},
year = {2024}
}