《姿态与轨道动力学讲义(附录部分)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《姿态与轨道动力学讲义(附录部分)（16页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、北京航空航天大学宇航学院模版设计：韩 潮 2000,07姿态与轨道动力学姿态与轨道动力学教师：韩潮 教授教师：韩潮 教授 单位：北京航空航天大学 宇航学院单位：北京航空航天大学 宇航学院 空间飞行器与导弹技术系空间飞行器与导弹技术系 电话：电话：82339583 手机：手机：13501278388 网址：网址： 邮箱：邮箱：北京航空航天大学宇航学院模版设计：韩 潮 2000,07卫星轨道设计准则卫星轨道设计准则中华人民共和国国家军用标准中华人民共和国国家军用标准 FL 1800GJB2701962009年8月2日3北京航空航天大学宇航学院模版设计：韩 潮 2000,07卫星轨道设计准则卫星轨道
2、设计准则l编号：编号：GJB270196 l1996- 06- 04发布发布 l1996- 12- 01实施实施 l起草人：起草人： v杨维廉、张云彤、范杨维廉、张云彤、范 秦鸿秦鸿2009年8月2日4北京航空航天大学宇航学院模版设计：韩 潮 2000,07卫星轨道设计准则卫星轨道设计准则l1范围范围 l2引用文件引用文件 l3定义定义 l4一般要求一般要求 l5详细要求详细要求2009年8月2日5北京航空航天大学宇航学院模版设计：韩 潮 2000,071 1范围范围l1.1主题内容主题内容v本标准规定了卫星运行轨道设计的总则、各本标准规定了卫星运行轨道设计的总则、各阶阶 段段的主要的主要任务
3、任务、轨道、轨道动力动力学学模型模型的的选择原选择原则则及及 轨道设计的轨道设计的基基本本方法。方法。 l1.2适适用范围用范围v本标准本标准适适用用于静止于静止轨道卫星、轨道卫星、太阳同步太阳同步轨道卫轨道卫 星星及近地及近地轨道轨道返回型返回型卫星的运行轨道设计卫星的运行轨道设计，其，其 他他卫星的轨道设计卫星的轨道设计亦可参照使亦可参照使用用。北京航空航天大学宇航学院模版设计：韩 潮 2000,071 1范围范围1.1主题内容主题内容 1.2适适用范围用范围北京航空航天大学宇航学院模版设计：韩 潮 2000,072 2引用文件引用文件GJB 54488 地球地球大大气模式（气模式（902
4、500公里）公里）北京航空航天大学宇航学院模版设计：韩 潮 2000,073 3定义定义本本章无条章无条文文。北京航空航天大学宇航学院模版设计：韩 潮 2000,074 4一般要求一般要求4.1卫星轨道设计总则卫星轨道设计总则4.2轨道设计的主要轨道设计的主要任务任务2009年8月2日10北京航空航天大学宇航学院模版设计：韩 潮 2000,074 4一般要求一般要求l4.1卫星轨道设计总则卫星轨道设计总则 v4.1.1设计设计依据依据 v4.1.2设计内容设计内容 v4.1.3设计设计原原则则 l4.2轨道设计的主要轨道设计的主要任务任务2009年8月2日11北京航空航天大学宇航学院模版设计：
5、韩 潮 2000,074.1.14.1.1设计依据设计依据l卫星轨道设计卫星轨道设计（以下简称（以下简称轨道设计轨道设计）是）是卫卫 星总星总体体设计的设计的重重要要组成部分。组成部分。轨道设计要轨道设计要 满足满足卫星飞行卫星飞行使命使命的的有关有关要求要求。在。在轨道设轨道设 计的计的全过程全过程中中应充分考虑地面测控应充分考虑地面测控系系统统的的 支持能力支持能力、运、运载火箭载火箭的的性能性能、发、发射场射场和和着着 陆陆的的地理地理位位置置、地面应地面应用系用系统统的的配置以及配置以及 星星上有关分上有关分系系统统的要求和的要求和限制条限制条件件。2009年8月2日12北京航空航天大
6、学宇航学院模版设计：韩 潮 2000,074.1.24.1.2设计内容设计内容l轨道设计轨道设计应完成应完成轨道轨道类型及类型及轨道要轨道要素选素选定、定、 轨道轨道精度精度分分析析、轨道、轨道寿寿命命估算估算、轨道、轨道控制控制 策略策略的的分分析析、发、发射射窗口确窗口确定、定、可可观观测测弧弧段段 计计算算以及其他以及其他相相关关的的分分析析计计算工作算工作。2009年8月2日13北京航空航天大学宇航学院模版设计：韩 潮 2000,074.1.34.1.3设计原则设计原则l轨道设计轨道设计应应遵循如遵循如下原下原则：则： v协调协调性性：轨道设计轨道设计既既要要考虑考虑卫星各卫星各分分系
7、系统统的要求的要求，又又要要考考 虑虑与卫星系与卫星系统统工工程程中中应应用系用系统统、运、运载火箭载火箭系系统统、 发发射射系系统及地面测控统及地面测控系系统统的的协调协调性性； v优化优化设计：设计：轨道设计轨道设计应应进进行行多种多种方方案案分分析比较析比较，从从中中选择选择最最 优者；优者；2009年8月2日14北京航空航天大学宇航学院模版设计：韩 潮 2000,074.1.34.1.3设计原则设计原则( (续续) )v继承继承性性：轨道设计轨道设计应充分应充分吸收并继承吸收并继承国内国内外外卫星卫星研研制制发发射射 的的成成功经验功经验和和成成熟熟的的方法方法； v先进先进性性：轨道
8、设计轨道设计应应尽尽可能可能采采用用新新技术、技术、新新方法，以方法，以达到达到 先进先进的的水平；水平； v现现实实性性：轨道设计轨道设计必须必须考虑考虑我我国的国的现现实实条条件件，设计设计方方案案应应 具具有有现现实实性。性。2009年8月2日15北京航空航天大学宇航学院模版设计：韩 潮 2000,074 4一般要求一般要求l4.1卫星轨道设计总则卫星轨道设计总则 l4.2轨道设计的主要轨道设计的主要任务任务 v4.2.1概念研究概念研究阶段阶段的主要的主要任务任务 v4.2.2可可行行性性论证论证阶段阶段的主要的主要任务任务 v4.2.3方方案案阶段阶段的的任务任务 v4.2.4初样初
9、样设计设计阶段阶段的主要的主要任务任务 v4.2.5正样正样设计设计阶段阶段的主要的主要任务任务 v4.2.6发发射阶段及射阶段及发发射射后后的主要的主要任务任务2009年8月2日16北京航空航天大学宇航学院模版设计：韩 潮 2000,074.2.14.2.1概念研究阶段的主要任务概念研究阶段的主要任务l完成完成概念研究概念研究阶段阶段的轨道的轨道分分析研究析研究2009年8月2日17北京航空航天大学宇航学院模版设计：韩 潮 2000,074.2.24.2.2可行性论证阶段的主要任务可行性论证阶段的主要任务l参参加加卫星总卫星总体方体方案案的的可可行行性性论证；论证； l选择选择并并分分析研究
10、析研究可能可能采采用的各用的各种种轨道轨道； l分分析比较析比较可能选可能选用的运用的运载火箭及载火箭及发发射场射场； l参参加加测控测控系系统统和和应应用系用系统统的的可可行行性性论证；论证； l与轨道与轨道有关有关的的其他其他问问题的题的分分析论证析论证。2009年8月2日18北京航空航天大学宇航学院模版设计：韩 潮 2000,074.2.34.2.3方案阶段的任务方案阶段的任务l轨道设计轨道设计方方案案的的初初步步确确定定； l提出对提出对运运载火箭载火箭的的初初步步要求要求； l参参加加选择选择发发射场射场和和着陆场着陆场； l提出对提出对测控方测控方案案的要求的要求； l提出提出发发
11、射射窗口窗口方方案；案； l提出提出轨道轨道控制控制策略策略。2009年8月2日19北京航空航天大学宇航学院模版设计：韩 潮 2000,074.2.44.2.4初样设计阶段的主要任务初样设计阶段的主要任务l完成完成轨道轨道初初步步设计和计设计和计算算的的报告；报告； l提出提出发发射射窗口窗口选择选择的的初初步步结果；结果； l对对运运载火箭载火箭提出入提出入轨轨参参数数及及入入轨轨精度精度要求要求； l向向应应用、用、地面测控地面测控等等系系统统提供提供轨道设计的轨道设计的初初步步 结果；结果； l向向卫星卫星有关分有关分系系统统提高初提高初步步轨道轨道参参数；数； l对对轨道轨道控制控制、
12、推进等推进等分分系系统统提出初提出初步步要求要求； l提出入提出入轨轨精度超差情况精度超差情况下下的的对策对策设设想想。2009年8月2日20北京航空航天大学宇航学院模版设计：韩 潮 2000,074.2.54.2.5正样设计阶段的主要任务正样设计阶段的主要任务l完成完成轨道设计轨道设计报告；报告； l完成完成轨道轨道精度精度分分析报告；析报告； l完成完成卫星轨道卫星轨道对对运运载火箭载火箭要求的要求的报告；报告； l完成完成发发射射窗口窗口选择选择的的报告；报告； l完成完成入入轨轨精度超差情况精度超差情况下下的的对策对策分分析报告析报告。2009年8月2日21北京航空航天大学宇航学院模版
13、设计：韩 潮 2000,074.2.64.2.6发射阶段及发射后的主要任务发射阶段及发射后的主要任务l处处理理卫星发卫星发射及射及运行运行管管理过程理过程中与轨道设中与轨道设 计计有关有关的的问问题题； l参参与卫星运行与卫星运行异常情况异常情况下下的的处处理理； l分分析析总总结结卫星轨道飞行卫星轨道飞行结果结果。北京航空航天大学宇航学院模版设计：韩 潮 2000,075 5详细要求详细要求5.1轨道轨道动力动力学学模型模型的的选择选择 5.2轨道设计轨道设计基基本本方法方法2009年8月2日23北京航空航天大学宇航学院模版设计：韩 潮 2000,075.15.1轨道动力学模型的选择轨道动力
14、学模型的选择l根根据据轨道轨道特点特点以及以及对对于于计计算精度算精度的的不不同同要求要求选选 用用合合适适的的动力动力学学模型，模型，并并考虑以下考虑以下主要主要摄摄动动因因 素。素。 l5.1.1地球地球非非球球形摄形摄动动v地球地球非非球球形摄形摄动是动是轨道的主要轨道的主要摄摄动，应动，应根根据据轨道轨道特点特点 及及轨道轨道精度精度不不同同要求要求采采用用不不同同的的地球模型。地球模型。 l5.1.2大大气气阻阻力力摄摄动动v大大气气阻阻力力摄摄动是近地动是近地轨道的轨道的另另一一种种主要主要摄摄动，在近地动，在近地 轨道设计中轨道设计中必须必须考虑考虑大大气气阻阻力力摄摄动动的的影
15、响影响。大大气模型气模型 参参数数见见GJB544。2009年8月2日24北京航空航天大学宇航学院模版设计：韩 潮 2000,075.15.1轨道动力学模型的选择轨道动力学模型的选择( (续续) )l5.1.3太阳太阳光压摄光压摄动动 v对对于于较高较高的规道的规道，太阳，太阳光压光压的的影响将影响将超超过过大大气气阻阻力，力， 特特别别是面是面积质量积质量比较比较大的卫星大的卫星更更要要考虑太阳考虑太阳光压摄光压摄动。动。 l5.1.4日月摄日月摄动动 v对对于于较高较高轨道的卫星轨道的卫星或或对对轨道轨道精度精度要求要求较高较高的的近地近地卫卫 星星应考虑应考虑日月摄日月摄动。动。 l5.
16、1.5姿态姿态控制力控制力摄摄动动 v卫星的卫星的姿态姿态控制力有控制力有时会时会对对卫星轨道卫星轨道产生不产生不可可忽忽略略的的 影响影响，应，应根根据据具具体体情况情况建立建立相相应应的的模型模型进进行行分分析研究析研究。 l5.1.6其他其他因因素素的的摄摄动动 v对对于于高精度高精度的轨道要求的轨道要求，有，有时还需时还需考虑考虑潮潮汐汐力力的的摄摄 动，动，甚至甚至相对论相对论效效应应的的影响影响。2009年8月2日25北京航空航天大学宇航学院模版设计：韩 潮 2000,075.25.2轨道设计基本方法轨道设计基本方法l由由于于飞行飞行使命使命的的多样多样性，性，轨道设计的要求轨道设计的要求 有有较较大大差差别别，本本条条针针对对三三种种典典型型的轨道的轨道叙叙 述述轨道设计的轨道设计的基基本本方法。其他类型方法。其他类型的的应应用用 卫星和卫星和科科学学试试验验卫星轨道设计卫星轨道设计可以参照有可以
