拼接点
本文作者:天疆说
定义
拼接点(Patch Point)是在多点打靶法和二级微分修正法中,将长弧段轨道分割为若干短弧段的连接点。在各拼接点处,相邻弧段需要满足位置和速度的连续性约束。
在二级微分修正法中的作用
在将 CR3BP 下的轨道转换至星历模型时,二级微分修正法在 CR3BP 轨道上选取若干拼接点:
- 第一层修正:保持拼接点位置不变,修正各点速度使位置连续
- 第二层修正:修正拼接点的位置和时间,消除速度不连续性
自适应选取策略
传统方法中,拼接点等间隔选取。但不同振幅的 DRO 轨道状态不同,等间隔选取对大部分 DRO 并不适用。自适应策略通过优化算法(如差分进化)寻找每条拟周期 DRO 轨道的最优拼接点位置。
研究表明,拼接点数量为 4 时在计算效率和精度之间取得最佳平衡。
核心要素
数学定义
拼接点是将长弧段轨道分割为若干短弧段的连接点,在各拼接点处相邻弧段需要满足位置和速度的连续性约束。
关键性质
拼接点数量为 4 时在计算效率和精度之间取得最佳平衡。不同振幅的 DRO 轨道状态不同,等间隔选取对大部分 DRO 并不适用。
数值方法
自适应策略通过差分进化算法寻找每条拟周期 DRO 轨道的最优拼接点位置,可降低约 30% 的计算成本。
应用价值
拼接点是二级微分修正法和多点打靶法中的关键要素,其自适应选取策略显著提高了 CR3BP 至星历模型轨道转换的效率和成功率。
相关概念
参考文献
- Howell K C, Pernicka H J. Numerical determination of Lissajous trajectories in the restricted three-body problem[J]. Celestial Mechanics, 1987.
- 陈昱桔. 面向地月空间态势感知的DRO轨道设计与控制研究[D]. 2024.
