软件简介:
轨道交会拦截仿真软件通过对脉冲轨道交会拦截进行数学建模,将其转化为非线性规划问题,通过粒子群算法、差分进化算法等随机启发式算法进行优化,解决任意偏心率轨道、指定时间可达交会拦截问题,实现对目标的快速拦截交会。
软件功能:
1.构建满足任务需求的高精度摄动模型及误差修正模型,综合考虑地球非球形摄动、大气阻力摄动、光压摄动、第三体摄动等在内的高精度动力学模型,采用高效率、高精度的数值积分方法,为轨道交会拦截、小推力轨迹优化提供高精度轨道预报功能;
2.根据卫星初始状态和目标轨道参数,优化设计制导律和控制策略,实现霍曼机动变轨。在时间约束下,自动选择脉冲变轨次数,对施加脉冲的时间和脉冲大小进行优化,给出最优霍曼变轨的轨迹和机动策略,并迭代至高精度轨道动力学模型;
3.根据卫星和交会目标初始状态、交会点轨道参数等,优化设计制导律和控制策略,实现霍曼机动交会。在时间约束条件下,自动选择脉冲变轨次数,通过相位等待等方法,给出最优霍曼交会所需的机动时间和脉冲,并在高精度轨道动力学模型下进行仿真验证;
4.针对给定的初始轨道根数和目标轨道根数,在多种不同的情况下(单圈/多圈、交会/拦截、时间约束范围/时间指定时刻、双脉冲/多脉冲等)求解Lambert交会拦截问题。建立了对应的非线性规划模型,通过使用粒子群算法、差分进化算法等随机启发式算法并求解Lambert问题,给出二体情况下的机动策略,然后逐步迭代至高精度模型下。
5.建立了优化算法库模块,包括粒子群、蚁群、差分进化等优化算法,为多脉冲霍曼变轨交会、多脉冲Lambert交会拦截、小推力最优变轨等问题的求解提供支持。
主要技术参数:
软件运行环境为标准Windows平台,采用Visual Studio2019开发。模型提供不同输入接口,外部输出可输出到TXT格式数据文件,同时保存在内存中。具体的硬件环境和软件环境如下:
硬件环境为:处理器Intel(R) Core(TM) i7-8700,CPU主频为3.20GHz,内存64 GB,硬盘1 T,操作系统为Windows 10。
软件环境为:软件用C++语言开发,在Windows 10系统64Bit 中文版下使用Visual Studio 2019编译环境编译。