一种轨道机动计算方法与流程

1.本发明涉及航天工程技术领域，具体而言，涉及一种轨道机动计算方法。


背景技术：

2.在航天工程中，轨道机动是一项重要的任务，它涉及到在给定的任务参数和约束条件下，使用推进系统改变航天器的轨道。这个过程需要精确的计算和计划，以达到预定的轨道参数，例如轨道高度、倾角、偏心率等。
3.然而，由于轨道机动的复杂性和不确定性，这个过程可能会非常耗时和复杂。例如，工程师们需要手动设置和调整各种参数，包括发动机推力、燃料消耗率、轨道外推模型等，以便进行准确的轨道机动计算。此外，还需要考虑各种约束条件，例如燃料限制、时间窗口、轨道参数等。这些都增加了轨道机动计算的复杂性和难度，导致轨道机动任务的效率和精度可能难以保证。


技术实现要素：

4.本发明解决的问题是如何一定程度上提高轨道机动任务的效率和精度。
5.为解决上述问题，本发明提供一种轨道机动计算方法，包括：根据任务需求，得到任务控制序列，其中，所述任务控制序列包括目标序列段和多个任务序列段，每个所述任务序列段对应至少一个约束条件；根据所述目标序列段设置所述目标序列段的目标文件；根据所述目标文件，得到每个所述任务序列段对应的所述约束条件的自变量和所述任务序列段的运行参数；根据所述任务序列段对应的所述约束条件的所述自变量，得到所述任务序列段的运行方式；根据每个所述任务序列段的所述运行方式和所述运行参数，执行所述任务控制序列。
6.可选地，所述根据任务需求，得到任务控制序列，包括：根据所述任务需求，得到所述任务需求对应的所述任务序列段和所述目标序列段；根据所述任务需求，得到执行任务的顺序和条件，并设置每个所述任务序列段的所述约束条件；根据所述执行任务的顺序和条件，得到所述任务序列段的排列顺序；根据所述任务序列段的所述排列顺序，将所述任务序列段和所述目标序列段进行组合，得到所述任务控制序列。
7.可选地，所述目标文件包括搜索文件，所述根据所述目标文件，得到每个所述任务序列段对应的所述约束条件的自变量和所述任务序列段的运行参数，包括：s21：获取所述任务序列段对应的所述约束条件的约束等式和所述约束条件的初
始自变量；s22：根据所述目标序列段的所述目标文件，得到所述目标文件的所述搜索文件；s23:根据所述目标文件的所述搜索文件，优化所述任务序列段的所述初始自变量；s24：重复执行s21至s23，直至所述初始自变量满足所述约束等式，停止对所述初始自变量继续优化，并将优化完成的所述初始自变量，作为所述任务序列段对应的所述约束条件的所述自变量。
8.可选地，所述根据所述目标文件的所述搜索文件，优化所述任务序列段的所述初始自变量，包括：根据所述目标文件的所述搜索文件，得到所述任务序列段新增的自变量并将所述新增的自变量作为所述初始自变量。
9.可选地，所述根据所述目标文件，得到每个所述任务序列段对应的所述约束条件的自变量和所述任务序列段的运行参数，还包括：根据所述目标序列段的所述目标文件，得到所述目标文件的任务序列段配置文件；根据所述任务序列段配置文件，得到所述任务序列段的所述运行参数。
10.可选地，所述根据任务需求，得到任务控制序列之前，还包括：根据所述任务需求，通过轨道机动组件浏览器，建立轨道外推模型和发动机工作模型；根据所述轨道外推模型和所述发动机工作模型，得到每个所述任务序列段对应的所述约束条件。
11.可选地，所述根据所述轨道外推模型和所述发动机工作模型，得到每个所述任务序列段对应的所述约束条件，包括：根据所述轨道外推模型，设置轨道外推参数；根据所述发动机工作模型，设置发动机工作参数；根据所述轨道外推参数和所述发动机工作参数，通过所述轨道机动组件浏览器，设置每个所述任务序列段对应的所述约束条件。
12.可选地，所述根据所述轨道外推模型，设置轨道外推参数，包括：根据所述轨道外推模型，得到轨道外推阶段的力模型、大气模型以及重力模型；根据所述力模型、所述大气模型以及所述重力模型，通过所述轨道机动组件浏览器，设置所述轨道外推参数；所述根据所述发动机工作模型，设置发动机工作参数，包括：根据所述发动机工作模型，通过所述轨道机动组件浏览器，设置所述发动机工作参数，其中，所述发动机工作参数包括发动机工作的推进剂类型、比冲以及最大推力；所述根据所述轨道外推参数和所述发动机工作参数，通过所述轨道机动组件浏览器，设置每个所述任务序列段对应的所述约束条件，包括：根据所述任务需求，通过所述轨道机动组件浏览器，设置所述力模型、所述大气模型、所述重力模型、所述推进剂类型、所述比冲以及所述最大推力对应的所述约束参数；根据所述约束参数，得到所述任务序列段对应的约束条件。
13.可选地，所述根据每个所述任务序列段的所述运行方式和所述运行参数，执行所述任务控制序列，包括：根据所述任务序列段的所述运行方式和所述运行参数，执行所述任务序列段；当所述任务序列段满足预设停止条件时，停止执行所述任务序列段，并执行所述任务序列段在排列顺序中的下一个序列段。
14.可选地，所述根据所述任务序列段的所述运行方式和所述运行参数，执行所述任务序列段，包括：若所述任务序列段包括多个子序列段，当执行所述任务序列段时，若触发所述子序列段的自动序列段，则通过所述自动序列段，执行所述子序列段；当所述子序列段满足预设停止条件时，通过所述自动序列段，停止执行所述子序列段，并在所述触发所述子序列段的节点处继续执行所述任务序列段。
15.本发明的轨道机动计算方法，通过任务需求，来设置任务控制序列，例如任务需求可以为对地观测卫星的任务规划，并且，任务控制序列中设有多个任务序列段，由于每个任务序列段均对应轨道机动任务的各个阶段，因此，每个阶段对应一个轨道机动任务的子任务，通过任务序列段将复杂的轨道机动任务分解成一系列子任务，例如，发动机工作序列段对应发动机工作阶段，由于每个任务序列段具有至少一个约束条件，当满足约束条件后，则代表子任务完成，即可继续执行其他任务序列段对应的子任务，从而实现完成整个轨道机动任务，使其精确完成轨道机动任务的每个子任务，以此来提高轨道机动计算的精度和效率。其中，由于约束条件受到自变量的影响，因此，本发明的轨道机动计算方法，通过任务控制序列中目标序列段的目标文件，对每个任务序列段中满足约束条件的自变量进行寻找和获取，使每个阶段都能实现准确的控制。
附图说明
16.图1为本发明所述的轨道机动计算方法的流程图之一；图2为本发明所述的轨道机动计算方法的流程图之二；图3为本发明所述的轨道机动计算方法的流程图之三；图4为本发明所述的轨道机动计算方法的流程图之四；图5为本发明所述的轨道机动计算方法的流程图之五。
具体实施方式
17.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
18.结合图1所示，本发明提供一种轨道机动计算方法，包括：s1：根据任务需求，得到任务控制序列，其中，所述任务控制序列包括目标序列段和多个任务序列段，每个所述任务序列段对应至少一个约束条件；具体地，根据任务需求，设置一个任务控制序列，其中，任务控制序列是一种动态的轨道机动任务规划工具，包含了多个特定的任务序列段，如轨道外推段、发动机工作段、
目标序列段、返回段、停止段和自动序列段等，每个任务序列段对应轨道机动任务的一个阶段，并且每个任务序列段也对应至少一个约束条件，为用来判断任务序列段是否执行完成的关键参数。
19.s2：根据所述目标序列段设置所述目标序列段的目标文件；具体地，在目标序列段中，用户可以根据任务需求设置对应的目标文件，从而根据目标文件，定义对应的运行方式以及运行参数，其中，目标文件的设置，随着对任务需求的改变和变化。
20.s3：根据所述目标文件，得到每个所述任务序列段对应的所述约束条件的自变量和所述任务序列段的运行参数；具体地，目标序列段的目标文件定义了目标序列段的运行方式，同时可以确定每个任务序列段对应的约束条件的自变量，例如，可以在发动机工作段将速度增量设置为自变量，其中，具体的自变量取决于目标文件中所定义的目标函数、约束条件和搜索算法，同时，可以选择适当的自变量，使得目标序列段能够满足约束条件并优化目标函数，此外，还可以根据具体情况，结合优化算法和其他工具，对自变量进行进一步的优化和限制。
21.在本发明的优选实施例中，还可以通过用户自定义插件控制变量。
22.根据目标序列段的目标文件，可以确定任务序列段的运行参数，其中，运行参数是在每个任务序列段的执行过程中需要设定和调整的具体参数，这些参数通常为了满足约束条件和优化目标函数而进行优化和调整的，具体的运行参数取决于目标文件中所定义的目标函数、约束条件、搜索算法以及任务的具体需求，在此不做限定。
23.在本发明的优选实施例中，可以根据目标文件，来根据任务需求来配置每个序列段的运行参数。
24.s4：根据所述任务序列段对应的所述约束条件的所述自变量，得到所述任务序列段的运行方式；具体地，根据任务序列段对应的约束条件的自变量，可以采用不同的运行方式来确定任务序列段的实际运行方式，运行方式是指在给定约束条件下，如何调整自变量以满足约束条件并最大程度地优化目标函数。
25.s5：根据每个所述任务序列段的所述运行方式和所述运行参数，执行所述任务控制序列。
26.具体地，在任务控制序列设置完成后，即可执行，在执行过程中，任务控制序列将按照设定的顺序和条件，自动调用对应的段进行计算，直到满足停止条件，任务控制序列才结束，在这个过程中，用户还可以随时监控和控制任务控制序列的执行状态。
27.本发明的轨道机动计算方法，通过任务需求，来设置任务控制序列，例如任务需求可以为对地观测卫星的任务规划，并且，任务控制序列中设有多个任务序列段，由于每个任务序列段均对应轨道机动任务的各个阶段，因此，每个阶段对应一个轨道机动任务的子任务，通过任务序列段将复杂的轨道机动任务分解成一系列子任务，例如，发动机工作序列段对应发动机工作阶段，由于每个任务序列段具有至少一个约束条件，当满足约束条件后，则代表子任务完成，即可继续执行其他任务序列段对应的子任务，从而实现完成整个轨道机动任务，使其精确完成轨道机动任务的每个子任务，以此来提高轨道机动计算的精度和效率。其中，由于约束条件受到自变量的影响，因此，本发明的轨道机动计算方法，通过任务控
制序列中目标序列段的目标文件，对每个任务序列段中满足约束条件的自变量进行寻找和获取，使每个阶段都能实现准确的控制。
28.可选地，结合图2所示，所述s1：根据任务需求，得到任务控制序列，包括：s11：根据所述任务需求，得到所述任务需求对应的所述任务序列段和所述目标序列段；s12：根据所述任务需求，得到执行任务的顺序和条件，并设置每个所述任务序列段的所述约束条件；s13：根据所述执行任务的顺序和条件，得到所述任务序列段的排列顺序；s14：根据所述任务序列段的所述排列顺序，将所述任务序列段和所述目标序列段进行组合，得到所述任务控制序列。
29.具体地，由于任务需求中包含了轨道机动任务的各个阶段，因此通过各个阶段可以得到每个阶段所对应的任务序列段，任务需求中通常会定义每个任务序列段的触发条件，例如需要在某个特定时间、特定任务状态或特定约束条件下触发执行，根据这些触发条件，来确定任务序列段的排列顺序和执行顺序，将任务序列段按照排列顺序进行组合，以此得到任务控制序列，根据每个任务序列段的运行方式和运行参数，依次执行任务序列段，并根据任务需求设置参数和调整状态，以满足约束条件和优化目标函数。
30.在本实施例中，对每个任务序列段根据任务需求进行合理排序，通过合理的设计和优化，使任务控制序列能够实现对任务目标的高效控制和优化。
31.可选地，结合图3所示，所述目标文件包括搜索文件，所述s2：根据所述目标文件，得到每个所述任务序列段对应的所述约束条件的自变量和所述任务序列段的运行参数，包括：s21：获取所述任务序列段对应的所述约束条件的约束等式和所述约束条件的初始自变量；s22：根据所述目标序列段的所述目标文件，得到所述目标文件的所述搜索文件；s23:根据所述目标文件的所述搜索文件，优化所述任务序列段的所述初始自变量；s24：重复执行s21至s23，直至所述初始自变量满足所述约束等式，停止对所述初始自变量继续优化，并将优化完成的所述初始自变量，作为所述任务序列段对应的所述约束条件的所述自变量。
32.具体地，从目标文件中获取每个任务序列段对应的约束条件，其中，约束条件可以包括等式约束、不等式约束等，在获取约束条件时，还需要确定约束条件的初始自变量，根据目标文件中定义的目标函数和约束条件，生成搜索文件，其中，搜索文件是用于优化目标函数和满足约束条件的重要工具，搜索文件定义了搜索空间、搜索方向以及搜索策略，用于寻找最优解或满足约束条件的解，及自变量，一般情况下，搜索文件也需要设定初始自变量，利用搜索文件中定义的搜索策略和搜索方向，对任务序列段的初始自变量进行优化，在本发明的优选实施例中，通过微分改正法，不断调整初始自变量，以求得满足约束条件和优化目标函数的最优解。
33.在本实施例中，根据目标序列段的目标文件，得到每个任务序列段对应的约束条件的自变量，以实现在执行任务控制序列时，每个任务序列段都具有满足约束条件的初始
自变量，从而可以更好地实现任务目标的优化控制。本发明提供了灵活的自变量和约束量设置方法，并在实际应用过程中，用户可以根据实际任务需求自由设定，进而提高了方法的适用性与可拓展性。
34.可选地，所述根据所述目标文件的所述搜索文件，优化所述任务序列段的所述初始自变量，包括：根据所述目标文件的所述搜索文件，得到所述任务序列段新增的自变量并将所述新增的自变量作为所述初始自变量。
35.具体地，根据搜索空间的定义，生成任务序列段新增的自变量，其中，新增的自变量可以是任务序列段需要调整或优化的参数或状态，再将新增的自变量与任务序列段原有的初始自变量进行合并，使合并后的自变量包含了原有的初始自变量以及新增的自变量，将合并后的自变量作为任务序列段的初始自变量，以此来优化任务序列段的执行，通过调整和优化初始自变量，使任务序列段更好地满足约束条件和优化目标函数。
36.在本实施例中，根据搜索文件的要求和策略，将新增的自变量作为初始自变量进行调整和优化，以提高任务序列段的执行效果和满足约束条件。
37.可选地，结合图4所示，所述s4：根据所述目标文件，得到每个所述任务序列段对应的所述约束条件的自变量和所述任务序列段的运行参数，还包括：s41：根据所述目标序列段的所述目标文件，得到所述目标文件的任务序列段配置文件；s42：根据所述任务序列段配置文件，得到所述任务序列段的所述运行参数。
38.具体地，由于目标文件主要包括序列段配置文件（segment configuration profiles），序列段配置文件主要用于配置任务序列段的运行参数，具体地，可根据每个任务序列段在整个任务中对应的阶段，来配置相应的运行参数。
39.本发明的轨道机动计算方法，根据目标序列段的目标文件的任务序列段配置文件，设置任务序列段的运行参数；以实现在执行任务序列段时，使用这些运行参数来配置和控制任务序列段的运行，从而达到预期的目标和效果。
40.可选地，所述根据任务需求，得到任务控制序列之前，还包括：根据所述任务需求，通过轨道机动组件浏览器，建立轨道外推模型和发动机工作模型；根据所述轨道外推模型和所述发动机工作模型，得到每个所述任务序列段对应的所述约束条件。
41.具体地，根据任务需求，使用轨道机动组件浏览器来建立轨道外推模型。轨道外推模型包括了天体力学和航天器动力学等参数，用于模拟轨道的变化和预测航天器的运动轨迹，通过构建轨道外推模型，可以更好地了解航天器在不同条件下的轨道变化情况；根据任务需求，建立发动机工作模型，发动机工作模型描述了发动机的性能和特性，例如推力、燃料消耗率等，通过建立发动机工作模型，可以更好地了解发动机在不同工作状态下的性能表现，通过分析轨道外推模型和发动机工作模型，确定每个任务序列段的约束条件，以确保任务序列段的执行满足任务需求和系统约束。
42.在本发明的优选实施例中，用户可以自定义各种轨道机动组件，包括轨道外推的力模型、发动机的类型、计算目标等，进而，本发明可以适应各种不同的任务需求和环境条
件。
43.在本实施例中，通过建立轨道外推模型和发动机工作模型，并从中得到每个任务序列段对应的约束条件，这些约束条件将在任务控制序列的生成过程中起到重要的指导和限制作用，以确保任务的顺利执行和达到预期的目标，同时，本发明允许用户自定义各种轨道机动组件，包括轨道外推的力模型、发动机的类型以及计算目标等，使得方法可以适应各种不同的任务需求和环境条件。
44.可选地，所述根据所述轨道外推模型和所述发动机工作模型，得到每个所述任务序列段对应的所述约束条件，包括：根据所述轨道外推模型，设置轨道外推参数；根据所述发动机工作模型，设置发动机工作参数；根据所述轨道外推参数和所述发动机工作参数，通过所述轨道机动组件浏览器，设置每个所述任务序列段对应的所述约束条件。
45.具体地，根据任务需求和轨道外推模型的特性，设置合适的轨道外推参数，根据任务需求和发动机工作模型的特性，设置合适的发动机工作参数，通过调用轨道机动组件的接口或使用相关的工具，结合轨道外推参数、发动机工作参数以及任务需求，设置每个任务序列段的约束条件。
46.在本实施例中，根据轨道外推模型和发动机工作模型，可以设置每个任务序列段对应的约束条件，这些约束条件将在任务控制序列的生成和执行过程中起到重要的指导和限制作用，以确保任务的顺利执行并满足系统的约束条件。
47.可选地，所述根据所述轨道外推模型，设置轨道外推参数，包括：根据所述轨道外推模型，得到轨道外推阶段的力模型、大气模型以及重力模型；根据所述力模型、所述大气模型以及所述重力模型，通过所述轨道机动组件浏览器，设置所述轨道外推参数；所述根据所述发动机工作模型，设置发动机工作参数，包括：根据所述发动机工作模型，通过所述轨道机动组件浏览器，设置所述发动机工作参数，其中，所述发动机工作参数包括发动机工作的推进剂类型、比冲以及最大推力；所述根据所述轨道外推参数和所述发动机工作参数，通过所述轨道机动组件浏览器，设置每个所述任务序列段对应的所述约束条件，包括：根据所述任务需求，通过所述轨道机动组件浏览器，设置所述力模型、所述大气模型、所述重力模型、所述推进剂类型、所述比冲以及所述最大推力对应的所述约束参数；根据所述约束参数，得到所述任务序列段对应的约束条件。
48.具体地，根据轨道外推模型，设置轨道外推参数包括力模型、大气模型和重力模型，上述模型可以根据实际情况和需要选择或建立，同时，通过轨道机动组件浏览器，可以根据力模型、大气模型和重力模型设置轨道外推参数，以实现轨道飞行中的精确控制；根据发动机工作模型，可以设置发动机工作参数，包括推进剂类型、比冲和最大推力等；通过轨道机动组件浏览器，可以设置发动机工作参数，以便在轨道外推过程中正确控制和利用发动机的推力；根据轨道外推参数和发动机工作参数，通过轨道机动组件浏览器，可以设置每个任务序列段的约束条件。这些约束条件可以基于任务需求和实际限制，包括力模型、大气模型、重力模型、推进剂类型、比冲和最大推力等的约束参数，根据约束参数，可以得到任务
序列段对应的约束条件，这些约束条件将指导轨道外推过程中的动力学计算和优化，以确保符合任务需求和实际限制，并实现轨道机动的准确控制。
49.在本发明的优选实施例中，根据任务需求，设定轨道外推和发动机工作模型，这些模型可以由用户自定义，也可以从软件的内置模型中选择，在轨道外推模型中，用户可以设定力模型、大气模型、重力模型等；在发动机工作模型中，用户可以设定推进剂类型、比冲、最大推力等，提高了方法的适用性。
50.本发明的轨道机动计算方法，用户可根据轨道机动组件浏览器自定义各种轨道机动组件，包括轨道外推的力模型、发动机的类型、计算目标等，使得方法可以适应各种不同的任务需求和环境条件。
51.可选地，所述根据每个所述任务序列段的所述运行方式和所述运行参数，执行所述任务控制序列，包括：根据所述任务序列段的所述运行方式和所述运行参数，执行所述任务序列段；当所述任务序列段满足预设停止条件时，停止执行所述任务序列段，并执行所述任务序列段在排列顺序中的下一个序列段。
52.具体地，在任务控制序列设置完成后，即可执行；在执行过程中，任务控制序列将按照设定的顺序和条件，根据每个任务序列段的运行方式和运行参数，自动调用对应的段进行计算，直到满足停止条件，再执行下一个任务序列段，当所有任务序列段按照排列顺序执行完成，任务控制序列才结束，在这个过程中，用户可以随时监控和控制任务控制序列的执行状态，依次执行每个任务序列段，并在满足停止条件时进行切换，可以有效地控制任务的执行顺序和过程，确保任务按照既定计划进行，并根据需要进行调整和优化。
53.在本实施例中，通过引入任务控制序列的概念，可以将复杂的轨道机动任务，通过任务控制序列将其分解成一系列具有明确目标和操作的任务序列段，使得整个轨道机动计划更加清晰和有序，便于实现和管理。
54.可选地，所述根据所述任务序列段的所述运行方式和所述运行参数，执行所述任务序列段，包括：若所述任务序列段包括多个子序列段，当执行所述任务序列段时，若触发所述子序列段的自动序列段，则通过所述自动序列段，执行所述子序列段；当所述子序列段满足预设停止条件时，通过所述自动序列段，停止执行所述子序列段，并在所述触发所述子序列段的节点处继续执行所述任务序列段。
55.具体地，在自动序列段中，添加多个子序列段，每个子序列段都有特定的任务，当执行任务序列段时，若触发子序列段的自动序列段，即触发自动序列段的条件，此时则执行子序列段，当子序列段满足预设停止条件时，停止执行子序列段，从上述停止执行序列段的节点重新执行任务序列段。
56.在本实施例中，通过合理的配置和使用自动序列段，可以实现复杂的任务需求，比如实现对地观测卫星的任务规划，使其能够在满足观测需求的同时，满足轨道偏心率、轨道倾角等约束条件。
57.本发明所述的轨道机动计算方法，结合图5所示根据任务需求，得到任务需求对应的任务序列段和目标序列段，根据任务需求，得到执行任务的顺序和条件，并设置每个任务序列段的约束条件，根据执行任务的顺序和条件，得到任务序列段的排列顺序，根据任务序
列段的排列顺序，将任务序列段和目标序列段进行组合，得到任务控制序列，获取任务序列段对应的约束条件的约束等式和约束条件的初始自变量，根据目标序列段的目标文件，得到目标文件的搜索文件，根据目标文件的搜索文件，优化任务序列段的初始自变量，直至初始自变量满足约束等式，停止对初始自变量继续优化，并将优化完成的初始自变量作为任务序列段对应的约束条件的自变量，根据任务序列段对应的约束条件的自变量，得到任务序列段的运行方式，根据目标序列段的目标文件，得到目标文件的序列段配置文件，根据任务序列段配置文件，得到任务序列段的运行参数，根据每个任务序列段的运行方式和运行参数，执行任务控制序列。
58.在本发明优选地实施例中，首先根据任务需求，创建一个任务控制序列（mcs）；在这个序列中，添加一个轨道外推段，选择合适的力模型，比如选择地球的引力模型和大气模型。在轨道外推段中，添加一个发动机工作段，设置发动机工作模型，比如选定瞬时冲量模型。在mcs中，添加一个目标序列段，并在其中设定目标文件，这里选择微分改正法作为搜索文件。设定自变量和等式约束量；比如设置发动机工作段中的速度增量（delta v magnitude）为自变量，设置轨道外推段结束时满足轨道高度为 300km和平均轨道偏心率为 0.01为等式约束量；执行mcs，通过微分改正法将自动寻找满足等式约束量的自变量。结合上述优选地实施例的基础上，本发明另一实施例还可以对任务控制序列进行优化，添加更多的段和停止条件；在轨道外推段中，添加更多的发动机工作段，每一个发动机工作段都设置不同的发动机工作模型，以实现多阶段火箭的模拟；目标序列段中，设置多个目标文件，每个目标文件都有不同的搜索策略和等式约束量，以实现复杂的轨道机动任务；在mcs中，添加返回段和停止段，通过设定合理的停止条件和返回策略，使得任务控制序列可以在满足特定条件时自动结束或返回。在上述本发明另一实施例的基础上，还可以引入自动序列段，以增加任务控制序列的灵活性；在自动序列段中，添加多个子序列，每个子序列都有特定的任务；在轨道外推段的停止条件中，设定触发自动序列段的条件，当满足这些条件时，对应的自动序列段会被自动执行；合理的配置和使用自动序列段，可以实现复杂的任务需求，比如实现对地观测卫星的任务规划，使其能够在满足观测需求的同时，满足轨道偏心率、轨道倾角等约束条件。
59.本发明的轨道机动计算方法，通过任务需求，来设置任务控制序列，例如任务需求可以为对地观测卫星的任务规划，并且，任务控制序列中设有多个任务序列段，由于每个任务序列段均对应轨道机动任务的各个阶段，因此，每个阶段对应一个轨道机动任务的子任务，通过任务序列段将复杂的轨道机动任务分解成一系列子任务，例如，发动机工作序列段对应发动机工作阶段，由于每个任务序列段具有至少一个约束条件，当满足约束条件后，则代表子任务完成，即可继续执行其他任务序列段对应的子任务，从而实现完成整个轨道机动任务，使其精确完成轨道机动任务的每个子任务，以此来提高轨道机动计算的精度和效率。其中，由于约束条件受到自变量的影响，因此，本发明的轨道机动计算方法，通过任务控制序列中目标序列段的目标文件，对每个任务序列段中满足约束条件的自变量进行寻找和获取，使每个阶段都能实现准确的控制。
60.以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明
将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
61.虽然本发明披露如上，但本发明的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种轨道机动计算方法，其特征在于，包括：根据任务需求，得到任务控制序列，其中，所述任务控制序列包括目标序列段和多个任务序列段，每个所述任务序列段对应至少一个约束条件；根据所述目标序列段设置所述目标序列段的目标文件；根据所述目标文件，得到每个所述任务序列段对应的所述约束条件的自变量和所述任务序列段的运行参数；根据所述任务序列段对应的所述约束条件的所述自变量，得到所述任务序列段的运行方式；根据每个所述任务序列段的所述运行方式和所述运行参数，执行所述任务控制序列。2.根据权利要求1所述的轨道机动计算方法，其特征在于，所述根据任务需求，得到任务控制序列，包括：根据所述任务需求，得到所述任务需求对应的所述任务序列段和所述目标序列段；根据所述任务需求，得到执行任务的顺序和条件，并设置每个所述任务序列段的所述约束条件；根据所述执行任务的顺序和条件，得到所述任务序列段的排列顺序；根据所述任务序列段的所述排列顺序，将所述任务序列段和所述目标序列段进行组合，得到所述任务控制序列。3.根据权利要求2所述的轨道机动计算方法，其特征在于，所述目标文件包括搜索文件，所述根据所述目标文件，得到每个所述任务序列段对应的所述约束条件的自变量和所述任务序列段的运行参数，包括：s21：获取所述任务序列段对应的所述约束条件的约束等式和所述约束条件的初始自变量；s22：根据所述目标序列段的所述目标文件，得到所述目标文件的所述搜索文件；s23:根据所述目标文件的所述搜索文件，优化所述任务序列段的所述初始自变量；s24：重复执行s21至s23，直至所述初始自变量满足所述约束等式，停止对所述初始自变量继续优化，并将优化完成的所述初始自变量，作为所述任务序列段对应的所述约束条件的所述自变量。4.根据权利要求3所述的轨道机动计算方法，其特征在于，所述根据所述目标文件的所述搜索文件，优化所述任务序列段的所述初始自变量，包括：根据所述目标文件的所述搜索文件，得到所述任务序列段新增的自变量并将所述新增的自变量作为所述初始自变量。5.根据权利要求3所述的轨道机动计算方法，其特征在于，所述根据所述目标文件，得到每个所述任务序列段对应的所述约束条件的自变量和所述任务序列段的运行参数，还包括：根据所述目标序列段的所述目标文件，得到所述目标文件的任务序列段配置文件；根据所述任务序列段配置文件，得到所述任务序列段的所述运行参数。6.根据权利要求1所述的轨道机动计算方法，其特征在于，所述根据任务需求，得到任务控制序列之前，还包括：根据所述任务需求，通过轨道机动组件浏览器，建立轨道外推模型和发动机工作模型；
根据所述轨道外推模型和所述发动机工作模型，得到每个所述任务序列段对应的所述约束条件。7.根据权利要求6所述的轨道机动计算方法，其特征在于，所述根据所述轨道外推模型和所述发动机工作模型，得到每个所述任务序列段对应的所述约束条件，包括：根据所述轨道外推模型，设置轨道外推参数；根据所述发动机工作模型，设置发动机工作参数；根据所述轨道外推参数和所述发动机工作参数，通过所述轨道机动组件浏览器，设置每个所述任务序列段对应的所述约束条件。8.根据权利要求7所述的轨道机动计算方法，其特征在于，所述根据所述轨道外推模型，设置轨道外推参数，包括：根据所述轨道外推模型，得到轨道外推阶段的力模型、大气模型以及重力模型；根据所述力模型、所述大气模型以及所述重力模型，通过所述轨道机动组件浏览器，设置所述轨道外推参数；所述根据所述发动机工作模型，设置发动机工作参数，包括：根据所述发动机工作模型，通过所述轨道机动组件浏览器，设置所述发动机工作参数，其中，所述发动机工作参数包括发动机工作的推进剂类型、比冲以及最大推力；所述根据所述轨道外推参数和所述发动机工作参数，通过所述轨道机动组件浏览器，设置每个所述任务序列段对应的所述约束条件，包括：根据所述任务需求，通过所述轨道机动组件浏览器，设置所述力模型、所述大气模型、所述重力模型、所述推进剂类型、所述比冲以及所述最大推力对应的所述约束参数；根据所述约束参数，得到所述任务序列段对应的约束条件。9.根据权利要求1所述的轨道机动计算方法，其特征在于，所述根据每个所述任务序列段的所述运行方式和所述运行参数，执行所述任务控制序列，包括：根据所述任务序列段的所述运行方式和所述运行参数，执行所述任务序列段；当所述任务序列段满足预设停止条件时，停止执行所述任务序列段，并执行所述任务序列段在排列顺序中的下一个序列段。10.根据权利要求9所述的轨道机动计算方法，其特征在于，所述根据所述任务序列段的所述运行方式和所述运行参数，执行所述任务序列段，包括：若所述任务序列段包括多个子序列段，当执行所述任务序列段时，若触发所述子序列段的自动序列段，则通过所述自动序列段，执行所述子序列段；当所述子序列段满足预设停止条件时，通过所述自动序列段，停止执行所述子序列段，并在所述触发所述子序列段的节点处继续执行所述任务序列段。

技术总结
本发明提供一种轨道机动计算方法，涉及航天工程技术领域，所述方法包括：根据任务需求，得到任务控制序列，其中，任务控制序列包括目标序列段和多个任务序列段，每个任务序列段对应至少一个约束条件；根据目标序列段设置目标序列段的目标文件；根据目标文件，得到每个任务序列段对应的约束条件的自变量和任务序列段的运行参数；根据任务序列段对应的约束条件的自变量，得到任务序列段的运行方式；根据每个任务序列段的运行方式和运行参数，执行任务控制序列。本发明的轨道机动计算方法，使每个阶段都能实现准确的控制，再进入下一个阶段，同时，结合灵活的自变量，以此来提高轨道机动计算的精度和效率。计算的精度和效率。计算的精度和效率。


技术研发人员：梁苏南 刘帅 王齐惠 刘泽亮 梁枫 陈琦涵
受保护的技术使用者：北京宏宇航天技术有限公司
技术研发日：2023.08.30
技术公布日：2023/10/8