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龍圖騰網(wǎng)獲悉北京理工大學(xué)申請(qǐng)的專(zhuān)利一種面向同軌多目標(biāo)航天器快速響應(yīng)的交會(huì)任務(wù)規(guī)劃方法獲國(guó)家發(fā)明授權(quán)專(zhuān)利權(quán)，本發(fā)明授權(quán)專(zhuān)利權(quán)由國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局授予，授權(quán)公告號(hào)為：CN116227025B 。

龍圖騰網(wǎng)通過(guò)國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局官網(wǎng)在2025-09-12發(fā)布的發(fā)明授權(quán)授權(quán)公告中獲悉：該發(fā)明授權(quán)的專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?專(zhuān)利號(hào)為：202310112136.0，技術(shù)領(lǐng)域涉及：G06F30/15；該發(fā)明授權(quán)一種面向同軌多目標(biāo)航天器快速響應(yīng)的交會(huì)任務(wù)規(guī)劃方法是由喬棟;朱天昊;溫昶煊設(shè)計(jì)研發(fā)完成，并于2023-02-14向國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提交的專(zhuān)利申請(qǐng)。

本一種面向同軌多目標(biāo)航天器快速響應(yīng)的交會(huì)任務(wù)規(guī)劃方法在說(shuō)明書(shū)摘要公布了：本發(fā)明公開(kāi)的一種面向同軌多目標(biāo)航天器快速響應(yīng)的交會(huì)任務(wù)規(guī)劃方法，屬于航空航天技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明根據(jù)目標(biāo)軌道高度和總?cè)蝿?wù)時(shí)間約束，以相位差表征任務(wù)航天器與同軌目標(biāo)的相對(duì)位置，對(duì)離散后的所有相位差情況分別建立任務(wù)航天器與同軌目標(biāo)交會(huì)的Lambert問(wèn)題并求解，得到任務(wù)航天器與同軌目標(biāo)交會(huì)所需速度增量數(shù)據(jù)庫(kù)。獲取需要交會(huì)的所有目標(biāo)所在位置，以任務(wù)航天器在相鄰目標(biāo)間轉(zhuǎn)移所需的時(shí)間為優(yōu)化變量，以各次轉(zhuǎn)移總速度增量最小為優(yōu)化目標(biāo)，建立任務(wù)時(shí)間分配優(yōu)化問(wèn)題。使用基于梯度的求解算法求解該任務(wù)時(shí)間分配問(wèn)題，若解得任務(wù)航天器速度增量超過(guò)約束，則減少其交會(huì)的目標(biāo)個(gè)數(shù)，直至各次轉(zhuǎn)移所需總速度增量滿足約束，實(shí)現(xiàn)交會(huì)任務(wù)規(guī)劃。

本發(fā)明授權(quán)一種面向同軌多目標(biāo)航天器快速響應(yīng)的交會(huì)任務(wù)規(guī)劃方法在權(quán)利要求書(shū)中公布了：1.一種面向同軌多目標(biāo)航天器快速響應(yīng)的交會(huì)任務(wù)規(guī)劃方法，其特征在于：包括如下步驟， 步驟一：根據(jù)目標(biāo)軌道高度和總?cè)蝿?wù)時(shí)間約束，以相位差表征任務(wù)航天器與同軌目標(biāo)的相對(duì)位置，對(duì)離散后的所有相位差情況分別建立任務(wù)航天器與同軌目標(biāo)交會(huì)的Lambert問(wèn)題并求解，得到任務(wù)航天器與同軌目標(biāo)交會(huì)所需速度增量的數(shù)據(jù)庫(kù)，由于交會(huì)任務(wù)要求快速響應(yīng)，因此忽略等待時(shí)間和轉(zhuǎn)移時(shí)間的分配比例，直接將總?cè)蝿?wù)時(shí)間全部用于轉(zhuǎn)移飛行，從而構(gòu)建數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)的自變量只有任務(wù)航天器與同軌目標(biāo)航天器之間的相位差維度； 步驟二：獲取需要交會(huì)的所有目標(biāo)所在位置，設(shè)定單個(gè)任務(wù)航天器的速度增量上限、可交會(huì)目標(biāo)的最大數(shù)量；以任務(wù)航天器在相鄰目標(biāo)間轉(zhuǎn)移所需的時(shí)間為優(yōu)化變量，以各次轉(zhuǎn)移總速度增量最小為優(yōu)化目標(biāo)，并利用步驟一中構(gòu)建的任務(wù)航天器與同軌目標(biāo)交會(huì)所需速度增量數(shù)據(jù)庫(kù)，插值計(jì)算任務(wù)航天器在相鄰目標(biāo)航天器之間轉(zhuǎn)移所需的速度增量，建立任務(wù)時(shí)間分配優(yōu)化問(wèn)題； 步驟二實(shí)現(xiàn)方法為， 步驟2.1獲取需要交會(huì)的所有目標(biāo)所在位置； 單個(gè)任務(wù)航天器的速度增量上限記為Δvmax，轉(zhuǎn)移時(shí)間上限記作tmax，可交會(huì)目標(biāo)的最大數(shù)量記作mmax；將當(dāng)前計(jì)算的交會(huì)目標(biāo)數(shù)量記作m，有m≤mmax；任務(wù)航天器與m個(gè)目標(biāo)進(jìn)行交會(huì)，共需要執(zhí)行m-1次轉(zhuǎn)移，對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)移時(shí)間分配結(jié)果為記作t1,t2,...,tm-1，各次轉(zhuǎn)移所消耗的速度增量記作Δv1,Δv2,...,Δvm-1； 步驟2.2以各次轉(zhuǎn)移的總速度增量最小作為優(yōu)化目標(biāo)，構(gòu)建目標(biāo)函數(shù)如下： 建立任務(wù)時(shí)間分配的優(yōu)化問(wèn)題如下： 其中ft,δ為步驟一中計(jì)算得到的任務(wù)航天器與同軌目標(biāo)交會(huì)所需速度增量數(shù)據(jù)庫(kù)，Δvi由數(shù)據(jù)庫(kù)ft,δ插值計(jì)算得到；表示同軌相鄰的兩目標(biāo)相位差，在目標(biāo)位置確定后為定值；式3、4構(gòu)成的交會(huì)m個(gè)目標(biāo)的優(yōu)化問(wèn)題中，優(yōu)化變量為m-1段的轉(zhuǎn)移時(shí)間分配結(jié)果t1,t2,...,tm-1，由于總轉(zhuǎn)移時(shí)間固定，所以實(shí)際求解時(shí)優(yōu)化變量為t1,t2,...,tm-2，tm-1可根據(jù)式4的第二條約束計(jì)算得出； 步驟三將任務(wù)航天器的初始位置設(shè)置為與第一個(gè)目標(biāo)相重合；使用任意非線性優(yōu)化求解器，從單個(gè)任務(wù)航天器可交會(huì)目標(biāo)的最大數(shù)量開(kāi)始，求解步驟二中建立的任務(wù)時(shí)間分配優(yōu)化問(wèn)題，并依次減少交會(huì)目標(biāo)數(shù)量循環(huán)求解，直至求解出的總速度增量小于任務(wù)航天器的速度增量上限約束； 步驟四：利用預(yù)先存儲(chǔ)在星載計(jì)算機(jī)中的任務(wù)航天器與同軌目標(biāo)交會(huì)所需速度增量數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)多個(gè)任務(wù)航天器逐次重復(fù)步驟二至步驟三，直至對(duì)所有目標(biāo)航天器均完成任務(wù)航天器分配和交會(huì)任務(wù)規(guī)劃；由于任務(wù)航天器與同軌目標(biāo)交會(huì)所需速度增量數(shù)據(jù)庫(kù)能夠離線計(jì)算。

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