【关键词】 小卫星; 在轨释放; 航天器相对运动; 安全分离速度; 相对导航;

【英文关键词】 Small satellites; spacecraft relative movement; safe releasing velocity on-orbit; relative navigation;

【中文摘要】 本文针对小卫星从飞船或空间站在轨释放相关问题展开论述,主要分析设计了安全分离速度,并简单讨论了小卫星在轨释放后形成编队以及星间相对导航技术。 首先,采用数值方法分别计算飞船与小卫星的轨道,搜索得到安全分离速度。分析了决定安全分离速度的主要因素,给出了各种误差(比如大气模型误差等)对安全分离速度的影响,并在计算过程中考虑了多种摄动因素。 然后,基于Hill方程推导了适用于多种飞行方案的安全分离速度的解析表达式。分析了解析法的精度,定量地计算了各种误差因素对安全分离速度的影响。 其次,基于Hill方程设计了分离速度及常推力机动方案,使得小卫星在轨释放后与飞船形成空间圆或水平圆等特定的编队构形。并通过数值方法验证了设计方案的正确性。 最后,对基于微波雷达测量的星间相对导航算法进行了初步的探索。针对微波雷达给出了几种滤波算法(KF、EKF和AEKF)的相对导航效果。 论文研究成果可为我国小卫星在轨释放以及组网技术提供一定的支持与参考。