Введение
Перемещение на желаемую орбитальную позицию, избегая препятствий В космических полетах, сход с ограниченным маршрутом - это процесс перемещения орбитального объекта с его текущего положения в желаемое положение и скорость таким образом, чтобы на пути не встречались препятствия. Это более ограниченный пример общей проблемы орбитальной встречи. Когда нет никаких препятствий, которые требуют рассмотрения, проблема встречи проста, и для планирования необходимых маневров доступно много эффективных алгоритмов. В зависимости от желаемого времени, необходимого для достижения места встречи, существует бесконечное количество возможных путей встречи. Наличие препятствий, создающих риск столкновения, усложняет проблему. Наиболее короткое время или наименьшая энергия встреча может быть сделана невыполнимой препятствиями, поэтому путь, требующий больше времени или больше энергии, должен быть использован. Например, если целью является спасение астронавта в беде на далекой стороне большой космической станции, скорость важна. Возможно, придется быстро найти спасательный путь, требующий минимального времени для выполнения, но избегая контакта со структурой космической станции. Естественным объектом исследования является проблема маневрирования вблизи большой орбитальной сферы, поскольку столкновения с более сложной структурой можно избежать, выбрав пути встречи, которые избегают контакта с виртуальной сферой, окружающей структуру. Ранние исследования рассматривали проблему отправных и прибывающих точек, лежащих на поверхности орбитального шара. Это привело к паре необходимых условий, называемых тангенциальными условиями отъезда и тангенциальными условиями прибытия.
In spaceflight, a path constrained rendezvous is the process of moving an orbiting object from its current position to a desired position and velocity, in such a way that no obstacles are contacted along the way. It is a more constrained instance of the general problem of orbital rendezvous. When no obstacles need consideration, the problem of rendezvous is straightforward, and many efficient algorithms are available to plan the necessary maneuvers. Depending on the desired time taken to accomplish the rendezvous, there are an infinite number of possible rendezvous paths. The presence of obstacles posing a collision risk complicates the problem. The shortest time or lowest energy rendezvous might be made infeasible by obstacles, so a path requiring more time or more energy would have to be employed. For instance, if the purpose is to rescue an astronaut in distress on the far side of a large space station, speed is important. One may have to find quickly the rescue path requiring minimal time to execute, yet avoiding contact with the space station structure. A natural object of study is the problem of maneuvering in the vicinity of a large orbiting sphere, since a collision with a more complex structure can be avoided by selecting rendezvous paths that avoid contact with a virtual sphere enclosing the structure. Early research considered the problem of departure and arrival points lying on the surface of an orbiting sphere. This led to a pair of necessary conditions called the tangential departure and tangential arrival conditions.
Избранные публикации
Stern, S. A. и Soileau, K. M., "Operational Implications for Path Constrained Rendezvous", Proceedings of the AIAA Guidance, Navigation and Control Conference, Snowmass, CO, August 1921, 1985, pp. 812820. Сойло, К. М. и Стерн, С. А., "Путевая ограниченная встреча: необходимые и достаточные условия", Журнал космических кораблей и ракет, том. 23, сентябрь-октябрь 1986, стр. 492 - 498. Стерн, С. А. и Сойло, К. М., "Недостаточность передачи одного импульса для встречи с ограниченным путем", Журнал космических кораблей и ракет, том. 24, май-июнь 1987, с. 282 - 284. Soileau, Kerry M., "Определение оптимальных поверхностей передачи от точки к точке для орбитального пути ограниченного Rendezvous", Proceedings of the AAS/NASA International Symposium, Greenbelt, MD, April 2427, 1989, pp. 103107. А. Грунвальд, А. Абрамовиц, С. Р. Эллис. Интерактивный метод планирования операций с использованием топливно-эффективных операций с использованием визуальных средств оптимизации. 1995 Международная конференция IEEE по системам, человеку и кибернетике. Интеллектуальные системы для 21-го века, 2318 2323. Дер Рен Таур, Виктория Коверстоун Кэрролл, Джон Э. Пруссинг. (1995) Оптимальное импульсивное фиксированное во времени орбитальное соединение и перехват с ограничениями пути. Журнал по управлению, контролю и динамике 18:1, 54 60 Исмаэль Лопес, Колин Р. Макиннес. (1995) Автономное сближение с использованием искусственного потенциала для управления функцией. Журнал о руководстве, контроле и динамике 18:2, 237 241 Рассел С. Венцель, Джон Э. Пруссинг. (1996) Предварительное исследование оптимальных маневров с ограниченным движением с ограниченным маршрутом. Журнал по управлению, управлению и динамике 19:6, 1303 1309
Ismael Lopez, Colin R. McInnes. (1995) Autonomous rendezvous using artificial potential function guidance. Journal of Guidance, Control, and Dynamics 18:2, 237 241
Russel S. Wenzel, John E. Prussing. (1996) Preliminary study of optimal thrust limited path constrained maneuvers. Journal of Guidance, Control, and Dynamics 19:6, 1303 1309