基于关机点状态的航天器落点计算及精度分析

聂 凯 曾科军 左玉东

中国人民解放军91550部队，大连 116023

航天器轨迹可分为主动段、自由段和再入段，其落区一般为漫漫荒漠或大海，恶劣的条件可能导致无法在自由段和再入段布设完备的测控系统，进而导致全程测量数据不完备，无法通过测量数据事后精确计算落点[1]。而航天器在首区测控数据较全，可以精确计算关机点状态信息，同时再入段不做机动的航天器关机后靠惯性飞行，动力学模型可以精确建立，通过外推可以求解后续轨迹参数和落点位置，能够弥补因测量数据不完备，导致落点计算精度较低的问题[2]。

关于落点计算，研究较多的是实时落点预报，为航天器安全控制和回收服务。实时落点预报受计算速度和内存容量的限制，一般采用简化的模型，即用椭圆轨道方程加地球扁率修正的方法，文献[3-5]对此进行了深入研究，该方法计算简单，但计算精度有待提高。随着计算机技术的高速发展，计算速度和内存容量提升很快，对航天器进行详细的受力分析，考虑大气动力影响，对动力学方程进行数值积分求解或滤波外推的方法也被大量研究，但航天器飞行轨迹的非线性会引入一定的误差[6-9]。国内外学者也尝试利用人工神经网络的全局和最佳逼近能力，使用神经网络等人工智能工具对动力学方程进行逼近来预报落点，但其逼近精度取决于网络结构和训练方法[10-11]。

在落点无法实地测量或全程测量数据不完备的情况下，事后精确计算落点位置也很必要。……