(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210853567.8 (22)申请日 2022.07.11 (71)申请人 北京理工大 学 地址 100081 北京市海淀区中关村南大街5 号 (72)发明人 乔栋　周星宇　李翔宇　贾飞达　 (74)专利代理 机构 北京正阳理工知识产权代理 事务所(普通 合伙) 11639 专利代理师 邬晓楠 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 17/13(2006.01) G06F 17/16(2006.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 基于解耦状态转移张量的干涉测量星座稳 定性分析方法 (57)摘要 本发明公开的一种基于解耦状态转移张量 的空间高精度测量星座构型稳定性分析方法， 属 于空间技术领域。 本发明实现方法为： 将不同摄 动力对构型稳定性的影 响进行解耦分析， 建立航 天器轨道状态与构型稳定性指标的映射关系， 将 得到的摄动力解耦的轨道状态转移张量表达式 代入， 得到摄动力解耦的构型稳定性指标的状态 转移张量表达式； 分析并得到不同摄动力对于构 型稳定性的影 响， 进而支撑优化空间高精度测量 星座构型， 改善空间高精度测量星座系统性能， 提高探测精度。 本发明具有空间高精度测量星座 构型稳定性分析精度高、 效率快的优点， 有利于 空间高精度测量星座构型的快速迭代优化， 有利 于提升空间高精度测量星座构型的稳定性与探 测性能。 权利要求书5页 说明书9页 附图3页 CN 115292909 A 2022.11.04 CN 115292909 A 1.一种基于解耦状态转移张量的干涉测量星座稳定性分析方法， 其特征在于： 包括如 下步骤， 步骤1： 建立空间高精度测量星座构型中航天器的动力学方程， 根据摄动力进行分解， 得到解耦后的动力学 方程； 步骤2： 根据摄动力的种类， 定义 解耦的状态转移张量， 并进行初始化； 步骤3： 根据步骤1分解的动力学方程， 对解耦的状态转移张量进行积分， 得到摄动力解 耦的轨道状态转移张量表达式； 通过对步骤2中定义的解耦的状态转移张量进 行积分， 得到 任意时刻的解耦的轨道状态转移张量Φi,a、 Φi,ab； 步骤4： 建立航天器轨道状态与构型稳定性指标的映射关系， 将得到的摄动力解耦的轨 道状态转移张量表达式Φi,a、 Φi,ab代入所述映射关系， 根据不同的摄动力进行分类， 得到 摄动力解耦的构型 稳定性指标的状态转移张量表达式。 步骤5： 根据 得到的解耦的构型稳定性指标的状态转移张量表达 式， 分析不同摄动力对 于构型稳定性的影响， 进 而得到不同摄动力对于构型 稳定性的影响； 2.如权利要求1所述的一种基于解耦状态转移张量的干涉测量星座稳定性分析方法， 其特征在于： 还 包括步骤6， 根据步骤5分析的不同摄动力对于构型稳定性的影响， 确定最大的影响因素， 进而支撑 优化空间高精度测量星座构型， 改善空间高精度测量星座系统性能， 提高探测精度、 进而解 决空间高精度测量星座领域相关技术问题； 本发明具有空间高精度测量星座构型稳定性分 析精度高、 效率快的优点， 有利于空间高精度测量星座构型的快速迭代优化， 有利于提升空 间高精度测量星座构型的稳定性与探测性能。 3.如权利要求2所述的一种基于解耦状态转移张量的干涉测量星座稳定性分析方法， 其特征在于： 所述 解耦的状态转移张量 不局限于二阶， 根据实际需求拓展到任何阶数。 4.如权利要求1、 2或3所述的一种基于解耦状态转移张量的干涉测量星座稳定性分析 方法， 其特 征在于： 步骤1 实现方法为， 空间高精度测量星座构型中航天器的动力学 方程如下： 其中x(t)＝[r(t)T,v(t)T]T表示航天器在t时刻的状态(位置与 速度)， f(x,t)表示航天 器的动力学 方程； x0为t0时刻给定的初始状态； 将式(1)中的动力学按照不同的摄动力解耦为： 其中f(E)(x,t)、 f(M)(x,t)与f(S)(x,t)分别表示地球中心引力、 地球J2项摄 动、 月球引力摄动以及太阳引力摄动的动力学 方程。 5.如权利要求4所述的一种基于解耦状态转移张量的干涉测量星座稳定性分析方法， 其特征在于： 步骤2实现方法为， 所述解耦的状态转移张量不局限于二阶， 根据实际需求拓展到任何阶数， 作为优选， 当 所述解耦的状态转移张量进行二阶张量分解， 实现方法如下：权　利　要　求　书 1/5 页 2 CN 115292909 A 2考虑一阶、 二阶状态转移张量如下： 公式(3)与(4)中Φi,a与Φi,ab分别为一阶状态转移张量与二阶状态转移张量； 与 为单个摄动力的影响项， 与 为两种摄动力的耦合影响项， 与 为 三种摄动力的耦合影响项， 与 为四种摄动力的耦合影响项； 上述状态 转移张 量中， 与 初始化为单位矩阵， 与 初始化为负单位矩阵， 其余初始化 为零矩阵。 6.如权利要求5所述的一种基于解耦状态转移张量的干涉测量星座稳定性分析方法， 其特征在于： 步骤3实现方法为， 根据分解的动力学方程， 对解耦的状态转移张量进行积分， 得到摄动力解耦的轨道状 态转移张量表达式； 通过对步骤2中定义的解耦的状态转移张量进 行积分， 能够得到任意时 刻的解耦的轨道状态转移张量Φi,a、 Φi,ab； 状态转移张量的积分的微分方程如公式(5)与 (6)所示； 公式(5)与(6)的下标表示爱因斯坦求和 标记； 公式(5)与(6)中 与 表示一阶与 二阶雅可比矩阵： 权　利　要　求　书 2/5 页 3 CN 115292909 A 3