航天器轨迹设计中庞加莱映射拓扑的提取与可视化
混沌动力学
2020-09-09 v1 人机交互
摘要
任务设计者必须研究许多动力学模型，以规划满足任务约束的低成本航天器轨迹。他们 routinely 使用庞加莱（Poincaré）映射在多变体引力系统中由周期轨道与不变流形相互连接的网络中搜寻合适路径。本文关注该结构地貌的提取与交互式视觉探索，以辅助航天器轨迹规划。我们提出了算法方案，解决天体动力学问题中拓扑刻画所带来的特定挑战，并支持对所得信息的有效视觉分析。该可视化框架应用于圆型限制性三体问题（CR3BP），以适于交互式转移选择的格式揭示了新颖的周期轨道及其相关不变流形。代表性设计问题说明了航天器路径规划者如何利用我们的拓扑可视化充分发掘自然动力学通道，用于节能轨迹设计。
引用
@article{arxiv.2009.03454,
title = {Extraction and Visualization of Poincar\'e Map Topology for Spacecraft Trajectory Design},
author = {Xavier M. Tricoche and Wayne R. Schlei and Kathleen C. Howell},
journal= {arXiv preprint arXiv:2009.03454},
year = {2020}
}
备注
11 pages, 13 figures, to appear at IEEE VIS 2020