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航天器轨道控制简介

1 、航天器轨道控制spacecraft orbit control对航天器的质心施加外力 ,以改变其运动轨迹的技术。实现航天器轨道控制的装置的组合称为航天器轨道控制系统 。执行特定飞行使命的航天器需按特定的轨迹运动 ,为满足这个要求常需对轨道进行控制 。

2、航天器轨道控制是一种关键技术,它通过在航天器质心施加外部力量,来改变其运动路径。这种控制技术的核心是航天器轨道控制系统 ,它由一系列装置组成,旨在确保航天器按照预定的飞行任务进行精准的轨迹运动。为了满足特定的飞行需求,航天器可能需要进行轨道调整 。

3、控制手段包括反作用推力 、气动力、太阳辐射压力、电磁力以及非重力场作用力等 ,还有行星引力的作用。航天器的轨道通常分为主动飞行段和自由飞行段。在主动飞行段,变轨发动机工作,用于变轨 ,发动机熄火后则进入自由飞行段 。

4 、对航天器的质心施以外力,以改变其运动轨迹的技术,称为航天器轨道控制。实现航天器轨道控制的装置的组合称为航天器轨道控制系统。无摄动航天器的质心运动服从开普勒定律 。但是航天器受入轨摄动影响和需要变轨或机动时 ,则必须控制航天器质心运动的速度向量,以满足航天任务对轨道的要求。

5、航天器的轨道控制包括变轨控制和轨道保持两种主要类型。变轨控制旨在改变航天器的速度向量,使其从一个轨道转移到另一个 ,可以发生在同一平面或不同平面 ,应用广泛,如初始轨道校正、同步卫星转移 、地球静止卫星定位调整、中途变轨和航向校正,以及返回或着陆轨道切换等 。

6、在航天器的运行过程中 ,轨道控制是至关重要的。实时准确的轨道确定是其基础。卡尔曼滤波器,作为一种递推运算工具,因其在处理实时数据方面的高效性 ,被广泛应用在轨道确定中 。例如,在“阿波罗 ”登月任务中,混有噪声的雷达和空间六分仪测量数据便是通过卡尔曼滤波器进行精确解析的 。

航天器轨道控制详细描述

控制手段包括反作用推力 、气动力 、太阳辐射压力、电磁力以及非重力场作用力等 ,还有行星引力的作用。航天器的轨道通常分为主动飞行段和自由飞行段。在主动飞行段,变轨发动机工作,用于变轨 ,发动机熄火后则进入自由飞行段 。

功用  在主动飞行段,航天器轨道控制的功用是导航、导引和控制。导航的作用是确定轨道,即确定航天器的位置向量和速度向量(共 6个变量)。导引的作用是根据航天器现有位置和速度 、航天器的飞行目标以及受控运动的限制条件 ,确定航天器在推力作用下继续飞行的规律(即导引律) 。

航天器轨道控制是一种关键技术 ,它通过在航天器质心施加外部力量,来改变其运动路径。这种控制技术的核心是航天器轨道控制系统,它由一系列装置组成 ,旨在确保航天器按照预定的飞行任务进行精准的轨迹运动。为了满足特定的飞行需求,航天器可能需要进行轨道调整 。

航天器系统组成

1、航天器是由多个功能各异的分系统构成的复杂系统,主要分为专用系统和保障系统。专用系统 ,也称为有效载荷,它们针对特定任务设计,如天文卫星的天文望远镜、光谱仪和粒子探测器 ,或侦察卫星的照相机 、摄像机和无线电接收机等。单一任务航天器只包含一种专用系统,而多用途航天器则可能装备多种 。

2、动力系统:为航天器提供前进、上升和轨道变换所需的动力。 导航与控制系统:用于精确控制航天器的轨道和姿态。 结构系统:为航天器提供支撑和保护内部组件及货物的作用 。 热控制系统:确保航天器内部各部分的温度适宜,防止热损伤和热积聚 。

3 、航天器由不同功能的系统和分系统组成 ,一般分为专用系统和保障系统两大类。专用系统依据任务不同而有所区别,如照相侦察卫星的照相机、通信卫星的转发器等。保障系统则包括结构、温度控制 、电源、姿态控制、轨道控制 、无线电测控 、计算机、返回以及生命保障等多个分系统,用于确保航天器的正常运作和任务执行 。

航天器可以大体分为几个系统

动力系统:为航天器提供前进、上升和轨道变换所需的动力。 导航与控制系统:用于精确控制航天器的轨道和姿态。 结构系统:为航天器提供支撑和保护内部组件及货物的作用 。 热控制系统:确保航天器内部各部分的温度适宜 ,防止热损伤和热积聚。

航天器大体分为以下几个系统: 航天运载系统:该系统负责将人造卫星或宇宙飞船送入太空。火箭和发射车辆是常用的载具 ,它们能够将货物 、通信卫星和国际空间站等送入预定轨道 。 载人航天系统:这类系统专门设计用于搭载宇航员进入太空并安全返回地球。

两个。航天器可以大体分为专用系统与保障系统两大类 。

航天运载系统、载人航天系统、人造卫星系统等。航天运载系统:这是用于将人造卫星或宇宙飞船送入太空的载具。火箭和发射车辆被广泛用于将货物 、通信卫星以及国际空间站等送入轨道 。载人航天系统:这些是专门设计用来携带宇航员进入太空并返回地球的飞行器 。

航天器姿态控制姿态控制方法

1、航天器的姿态控制方法主要分为被动和主动两种。被动姿态控制是利用航天器自身的动力特性和环境力矩来实现稳定,如卫星的自旋稳定、重力梯度稳定 、磁稳定、气动稳定和太阳辐射压力稳定。

2、根据使用的控制手段和设备,航天器的姿态控制可以分为被动控制和主动控制 。被动控制主要依赖航天器自身的动力特性及环境力矩来保持姿态 ,而主动控制则通过根据姿态误差生成指令,产生控制力矩来实现精确控制。

商业航天器自主控制系统_商业航天现状

3 、航天器的姿态确定是通过姿态测量元件获取的数据(含噪声)来计算姿态角和角速度的过程。其精度受测量元件精度、安装方式及信息处理方法的影响 。由于航天器姿态变化的非线性特性,推广卡尔曼滤波器常被应用于姿态估计中。姿态控制则聚焦于航天器绕质心的旋转运动调控 ,主要依靠气体喷管或飞轮执行。

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