通过自然运动轨迹和预测控制实现火星静止卫星位置保持

火星静止轨道（AMO）卫星将在未来火星表面探索中发挥重要作用，作为导航和通信卫星。AMO卫星所受的扰动力将导致其偏离 nominal 轨道， necessitating 位置保持。本文提出一种新方法，弥合了先前预测控制方法在燃料效率与计算效率之间的差距。本文提出的方法涉及发现并利用一种无燃料自然运动轨迹，使卫星在经度上距离火星静止轨道保持在1度内。两种自然运动轨迹作为围绕火星稳定平衡经度的极限循环。它们是火星非均匀引力场作用下的运动结果，考虑到开普勒引力及更高阶引力扰动。 proposed 的 MPC 控制器使用线性时变（LTV）动态模型，对卫星相对于相应自然运动轨迹的动力学进行线性化。结果是一种在燃料消耗最小、保持推力和位置保持约束的同时，同时可用于板上实现的二次规划问题的 station-keeping 策略。