深空測(cè)控任務(wù)仿真系統(tǒng)研究.pdf

1、深空探測(cè)是指脫離地球引力場(chǎng)，進(jìn)入太陽系和宇宙空間的航天活動(dòng)。當(dāng)今，深空探測(cè)已經(jīng)成為航天領(lǐng)域中的一大研究熱點(diǎn)，備受各航天大國的關(guān)注。與近地軌道航天技術(shù)相比，要完成深空探測(cè)航天任務(wù)更具挑戰(zhàn)性。本文結(jié)合實(shí)際課題，對(duì)軌道動(dòng)力學(xué)理論、深空軌道動(dòng)力學(xué)仿真以及測(cè)控仿真進(jìn)行了詳細(xì)研究。最終設(shè)計(jì)開發(fā)了深空測(cè)控任務(wù)仿真系統(tǒng)。
　　軌道動(dòng)力學(xué)是完成航天任務(wù)必備的基礎(chǔ)理論。要按計(jì)劃將深空探測(cè)器送入預(yù)定軌道，完成探測(cè)任務(wù)，首先要建立準(zhǔn)確的深空探測(cè)軌道動(dòng)力學(xué)

2、數(shù)學(xué)模型并對(duì)該模型進(jìn)行仿真。同時(shí)需要與地面站進(jìn)行測(cè)控系統(tǒng)的測(cè)軌、遙測(cè)、遙控和通信。因此，建立一個(gè)對(duì)軌道動(dòng)力學(xué)準(zhǔn)確仿真，并能進(jìn)行地面測(cè)控分析的系統(tǒng)是很有必要的。
　　本文首先研究了深空軌道動(dòng)力學(xué)仿真模型的建立。介紹了時(shí)間系統(tǒng)與坐標(biāo)系統(tǒng)，在分析了理想的二體運(yùn)動(dòng)模型的基礎(chǔ)上研究了影響軌道變化的各種攝動(dòng)因素，建立了火星探測(cè)任務(wù)軌道動(dòng)力學(xué)模型，結(jié)合深空軌道特點(diǎn)，對(duì)軌道仿真算法進(jìn)行了深入的研究。通過仿真算例驗(yàn)證軌道動(dòng)力學(xué)仿真模型的有效性。在軌

3、道動(dòng)力學(xué)仿真輸出軌道數(shù)據(jù)文件的基礎(chǔ)上，結(jié)合地面站相關(guān)參數(shù)進(jìn)行深空測(cè)控任務(wù)分析。將測(cè)控仿真結(jié)果與STK的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，證明仿真模型可以滿足深空探測(cè)任務(wù)的需求。
　　最后從軟件設(shè)計(jì)的角度詳細(xì)闡述了深空測(cè)控任務(wù)仿真系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想與總體設(shè)計(jì)方案。在明確了設(shè)計(jì)原則后給出了模塊化設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)詳細(xì)設(shè)計(jì)，充分考慮了深空軌道動(dòng)力學(xué)與測(cè)控仿真分析任務(wù)的特點(diǎn)，基于Visual C++ 6.0平臺(tái)，采用組件化設(shè)計(jì)思想，開發(fā)了深空測(cè)控任務(wù)仿真系統(tǒng)