航天器轨道机动研究

摘要

    随着科学技术的进步与航天活动的迅速发展，人们的探索精神越来越浓厚，人类活动的领域也由大气层内扩展到宇宙空间，航天事业得到蓬勃发展，世界各国都将航天事业的成就作为评比国家科技的发达程度，航天技术越来越受到人们的重视，其中轨道机动研究是航天工程的关键技术之一。本文重点对二体系统、Hohmann转移、Lambert转移问题进行了研究。

首先，二体问题即研究两个天体(质点)在其相互的万有引力作用下的运动问题，

在二体问题中只研究某一个对空间飞行器运动产生最大影响的天体的作用，而忽略

其他天体对飞行器的影响。二体系统是轨道机动的理论基础，它是研究两个天体不考虑其他天体的影响在引力作用下的运动规律，它是天体力学中最简单的，唯一有精确数学解的问题。

其次，两个高度不同的轨道间转移经常用到的一种方式是Hohmann转移，Hohmann转移所用的轨道是一近地点在较低高度、远地点在较高高度的椭圆轨道。利用这一轨道航天器可以实现从低轨道到高轨道的转移，或从高轨道到低轨道的转移。Hohmann转移虽然所用到的能量最小，但它是以牺牲时间为代价的，需要半个转移轨道的周期。在实际的飞行中，采用Hohmann转移还是快速转移实现轨道转移是由任务决定。

最后，Lambert变轨是一个双脉冲问题，即给定航天器初始时刻的位置和速度，目标航天器在初始时刻位置和速度，要求给定飞行时间，以使航天器和目标航天器达到交会状态，然后计算得到航天器在初始和终端时刻两次点火的速度增量。

关键词：轨道机动，二体系统，Hohmann转移，Lambert转移

ABSTRACT

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KEY WORDS: orbital maneuver, Two-body systems, Hohmann transfer, Lambert transfer

目录

第一章 绪论 1

1.1选题的依据及意义 1

1.2 轨道机动 2

1.3 国内外研究现状 3

第二章 二体系统 8

2.1二体系统的模型 8

2.1.1二体问题 8

2.1.2轨道根数及其几何意义 10

2.2时间系统 11

第三章 Hohmann转移轨道设计及其仿真 14

3.1 Hohmann转移概念 14

3.1.1 Hohmann转移简介 14

3.1.2 Hohmann转移公式 15

3.2 Hohmann转移事例 16

3.3 Hohmann转移仿真 23

第四章 Lambert转移轨道设计及其仿真 27

4.1 lambert转移概念 27

4.1.1 Lambert转移概念 27

4.1.2 Lambert转移公式 29

4.2 lambert转移事例 31

4.3 lambert转移仿真 33

第五章 总结与展望 39

参考文献 41

致 谢 43

文档设计小结 44