小天体着陆动力学参数不确定性影响分析

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“可重复使用运载器”专刊征稿启事

小天体着陆动力学参数不确定性影响分析

袁旭, 朱圣英, 乔栋, 崔平远

文章导航 > 深空探测学报(中英文） > 2014 > 1(2): 134-139

袁旭, 朱圣英, 乔栋, 崔平远. 小天体着陆动力学参数不确定性影响分析[J]. 深空探测学报(中英文）, 2014, 1(2): 134-139.

引用本文:

袁旭, 朱圣英, 乔栋, 崔平远. 小天体着陆动力学参数不确定性影响分析[J]. 深空探测学报(中英文）, 2014, 1(2): 134-139.

YUAN Xu, ZHU Shengying, QIAO Dong, CUI Pingyuan. Impact Analysis of Dynamic Parameters Uncertaintyon Small Celestial Body Landing[J]. Journal of Deep Space Exploration, 2014, 1(2): 134-139.

Citation:

YUAN Xu, ZHU Shengying, QIAO Dong, CUI Pingyuan. Impact Analysis of Dynamic Parameters Uncertaintyon Small Celestial Body Landing[J]. Journal of Deep Space Exploration, 2014, 1(2): 134-139.

小天体着陆动力学参数不确定性影响分析

北京理工大学小天体探测与防御实验室,北京100081;飞行器动力学与控制教育部重点实验室,北京100081

基金项目: 国家重点基础研究发展计划(973计划)(2012CB720000);国家自然科学基金(61304248);基础科研计划(B2220110012);民用航天预先研究计划

Impact Analysis of Dynamic Parameters Uncertaintyon Small Celestial Body Landing

Laboratory of Asteroid Exploration and Defense,Beijing Institute of Technology,Beijing100081,China;Key Laboratory of Dynamics and Control of Flight Vehicle,Ministry of Education,Beijing100081,China

摘要: 针对小天体不规则程度高、引力场复杂,且物理参数存在较高不确定性的问题,基于小天体着陆动力学方程线性化近似解析解,对各动力学参数不确定性的影响进行了分析。考虑动力学方程线性化带来的误差,引入线性化误差补偿校正方法,建立了探测器轨迹对动力学参数不确定性的敏感度方程。以小行星Eros433为例,重点分析了目标小天体质量、自转角速度、引力势函数系数,以及探测器初始状态、推力加速度等动力学参数不确定性对探测器着陆轨迹的影响。数学仿真分析表明,针对本文选取的目标小天体,推力加速度扰动为主要影响因素,探测器初始状态的不确定性为次要影响因素,其他参数扰动的影响较小。
- 小天体 /
- 着陆 /
- 参数不确定性 /
- 敏感性分析
Abstract: To the challenge of high degree irregularity,complex gravity field and relatively high degree of physical parameters uncertainty of small celestial bodies,the impact of dynamic parameters uncertainty is analyzed,based on the approximate linearized analytical solution of the small celestial body landing dynamic equations.A calibrating method is used to compensate the errors brought in by linearization.And the sensitivity equations ofspacecraft trajectories to dynamic parameters are established.Taking the asteroid Eros 433 as an example,the impact of the uncertainty of the mass,rotation rate and gravitational potential coefficients of the target body on the spacecraft landing trajectory,the initial state of the spacecraft and the thrust acceleration are analyzed elaborately.Mathematical simulation shows that for this selected target body,the thrust acceleration disturbance is the primary factor of such impact,and the initial state of the spacecraft the secondary one.And the impact of other parameters are relatively small
- small celestial body /
- landing /
- parameters uncertainty /
- sensitivity analysis

[1]	王越, 王彪, 王汛, 潘辰安, 姚佩雯, 李晨帆, 李勃. 火星探测任务着陆区选址和地质分析 . 深空探测学报(中英文）, 2020, 7(4): 371-383. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2020.20190708001
[2]	冀红霞, 宗红, 黄翔宇. 基于改进预测滤波的小天体精确着陆自主导航方法研究 . 深空探测学报(中英文）, 2019, 6(3): 284-292. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2019.03.013
[3]	王科, 郑适, 解虎, 邓健, 朱培民, 法文哲, 谭小敏. 雷达技术在小天体任务中的应用研究 . 深空探测学报(中英文）, 2019, 6(5): 496-502. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2019.05.011
[4]	刘德赟, 赖小明, 王露斯, 刘晓庆, 赵曾, 张加波, 全齐全. 小天体表面采样技术综述 . 深空探测学报(中英文）, 2018, 5(3): 246-261. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2018.3.007
[5]	于正湜, 朱圣英, 崔平远, 刘延杰. 小天体表面移动技术研究进展 . 深空探测学报(中英文）, 2017, 4(4): 301-309. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2017.04.001
[6]	葛丹桐, 崔平远. 地外天体着陆点选择综述与展望 . 深空探测学报(中英文）, 2016, 3(3): 197-203. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2016.03.001
[7]	肖尧, 阮晓钢, 魏若岩. 基于433 Eros的多面体引力模型精度与运行时间研究 . 深空探测学报(中英文）, 2016, 3(1): 41-46. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2016.01.006
[8]	于正湜, 崔平远. 行星着陆自主导航与制导控制研究现状与趋势 . 深空探测学报(中英文）, 2016, 3(4): 345-355. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2016.04.006
[9]	刘延杰, 朱圣英, 崔平远. 小天体安全着陆与表面探测控制方法研究 . 深空探测学报(中英文）, 2016, 3(4): 370-376. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2016.04.009
[10]	饶炜, 孙泽洲, 孟林智, 王闯, 吉龙. 火星着陆探测任务关键环节技术途径分析 . 深空探测学报(中英文）, 2016, 3(2): 121-128. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2016.02.004
[11]	袁旭, 朱圣英. 基于伪谱法的小天体最优下降轨迹优化方法 . 深空探测学报(中英文）, 2016, 3(1): 51-55. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2016.01.008
[12]	王茜茜, 谢慕君, 李元春. 基于模糊参数优化的小行星软着陆控制方法研究 . 深空探测学报(中英文）, 2015, 2(2): 162-167. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2015.02.010
[13]	袁旭, 朱圣英, 崔平远. 小天体自主附着多滑模面鲁棒制导方法研究 . 深空探测学报(中英文）, 2015, 2(4): 345-351. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2015.04.008
[14]	郑艺裕, 崔祜涛, 王晓芳. 附着小天体的动态面鲁棒制导与控制方法 . 深空探测学报(中英文）, 2015, 2(2): 155-161. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2015.02.009
[15]	江秀强, 陶婷, 杨威, 李爽. 附着小天体的最优制导控制方法 . 深空探测学报(中英文）, 2015, 2(1): 53-60. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2015.01.008
[16]	胡海静, 朱圣英, 崔平远. 基于Lyapunov函数的小天体软着陆障碍规避控制方法 . 深空探测学报(中英文）, 2015, 2(2): 149-154. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2015.02.008
[17]	张大鹏, 雷勇军. 深空探测返回舱着陆冲击动力学分析 . 深空探测学报(中英文）, 2014, 1(2): 150-155.
[18]	魏若岩, 阮晓钢, 庞涛, OuattaraSIE, 武旋, 肖尧. 小天体软着陆中的地面特征区域提取与跟踪算法 . 深空探测学报(中英文）, 2014, 1(4): 308-314. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2014.04.011
[19]	蓝朝桢, 耿迅, 徐青, 崔平远. 基于序列影像的小天体三维形状重建方法研究 . 深空探测学报(中英文）, 2014, 1(2): 140-145.
[20]	于洋, 宝音贺西. 小天体附近的轨道动力学研究综述 . 深空探测学报(中英文）, 2014, 1(2): 93-104.

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小天体着陆动力学参数不确定性影响分析

北京理工大学小天体探测与防御实验室,北京100081;飞行器动力学与控制教育部重点实验室,北京100081

基金项目: 国家重点基础研究发展计划(973计划)(2012CB720000);国家自然科学基金(61304248);基础科研计划(B2220110012);民用航天预先研究计划

收稿日期: 2013-11-01
修回日期: 2013-12-30

关键词:

参数不确定性 /

敏感性分析

摘要: 针对小天体不规则程度高、引力场复杂,且物理参数存在较高不确定性的问题,基于小天体着陆动力学方程线性化近似解析解,对各动力学参数不确定性的影响进行了分析。考虑动力学方程线性化带来的误差,引入线性化误差补偿校正方法,建立了探测器轨迹对动力学参数不确定性的敏感度方程。以小行星Eros433为例,重点分析了目标小天体质量、自转角速度、引力势函数系数,以及探测器初始状态、推力加速度等动力学参数不确定性对探测器着陆轨迹的影响。数学仿真分析表明,针对本文选取的目标小天体,推力加速度扰动为主要影响因素,探测器初始状态的不确定性为次要影响因素,其他参数扰动的影响较小。

English Abstract

袁旭, 朱圣英, 乔栋, 崔平远. 小天体着陆动力学参数不确定性影响分析[J]. 深空探测学报(中英文）, 2014, 1(2): 134-139.

引用本文:

袁旭, 朱圣英, 乔栋, 崔平远. 小天体着陆动力学参数不确定性影响分析[J]. 深空探测学报(中英文）, 2014, 1(2): 134-139.

YUAN Xu, ZHU Shengying, QIAO Dong, CUI Pingyuan. Impact Analysis of Dynamic Parameters Uncertaintyon Small Celestial Body Landing[J]. Journal of Deep Space Exploration, 2014, 1(2): 134-139.

Citation:

YUAN Xu, ZHU Shengying, QIAO Dong, CUI Pingyuan. Impact Analysis of Dynamic Parameters Uncertaintyon Small Celestial Body Landing[J]. Journal of Deep Space Exploration, 2014, 1(2): 134-139.

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