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基于阻力加速度倒数剖面的再入轨迹规划与制导方法
基于阻力加速度倒数剖面的再入轨迹规划与制导方法
摘要：
再入轨迹规划与制导是航天器再入阶段中的关键技术之一。本论文提出了一种基于阻力加速度倒数剖面的再入轨迹规划与制导方法。通过分析再入过程中的主要影响因素，建立了阻力加速度倒数剖面模型，然后结合最优轨迹规划算法和制导算法，实现了航天器再入过程中的轨迹规划与制导精度控制。仿真结果表明，该方法能够有效地规划出满足航天器再入要求的轨迹，并且能够保证航天器的安全性和稳定性。
关键词：再入轨迹规划；再入制导；阻力加速度倒数剖面；最优轨迹规划算法；制导算法
一、引言
再入轨迹规划与制导是航天器再入阶段中的关键技术之一。再入是指航天器从外层空间进入地球大气层的过程，其过程受到大气阻力、重力和姿态等多种因素的影响。再入轨迹规划与制导系统的设计直接影响到航天器再入的安全性和准确性。因此，制定一种高效可靠的再入轨迹规划与制导方法对于控制航天器再入过程具有重要意义。
二、阻力加速度倒数剖面建模
阻力加速度是再入过程中的主要影响因素之一，在再入过程中阻力加速度的变化对于航天器轨迹规划和制导精度控制具有关键意义。因此，建立准确的阻力加速度模型是再入轨迹规划与制导的基础。
阻力加速度倒数剖面是描述阻力加速度随高度变化的曲线。通过分析再入过程中阻力和加速度的关系，可以建立阻力加速度倒数剖面模型。该模型可以根据航天器的初始状态、速度、质量等因素精确地描述再入过程中阻力加速度的变化规律。
三、再入轨迹规划算法
根据建立的阻力加速度倒数剖面模型，可以利用最优轨迹规划算法来得到满足航天器再入要求的轨迹。最优轨迹规划算法可以通过最小化再入过程中的能耗、时间或其他指标来求解最优轨迹。可以使用传统的最优化算法或者进化算法来实现最优轨迹规划。
在确定最优轨迹后，可以利用制导算法来实现对航天器的制导控制。制导算法可以通过实时测量航天器的状态信息，根据差分方程和控制律来计算制导指令，从而实现对航天器的精确控制。
四、仿真结果与讨论
为了验证所提出的再入轨迹规划与制导方法的有效性，进行了相关的仿真实验。通过对比不同参数下的再入结果，验证了该方法能够得到满足航天器再入要求的轨迹，并且能够保证航天器的安全性和稳定性。
五、结论与展望
本论文提出了一种基于阻力加速度倒数剖面的再入轨迹规划与制导方法，通过建立阻力加速度倒数剖面模型、最优轨迹规划算法和制导算法，实现了航天器再入过程中的轨迹规划和制导精度控制。仿真结果表明，该方法能够有效地规划出满足航天器再入要求的轨迹，并且能够保证航天器的安全性和稳定性。未来的研究可以进一步优化算法，提高再入过程中的制导精度。
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