基于网格编码差分进化的在轨服务星群任务规划方法

史人赫，宝音贺西，龙 腾，魏 钊

（1. 清华大学航天航空学院，北京100084；2. 北京理工大学宇航学院，北京100081；3. 飞行器动力学与控制教育部重点实验室，北京100081）

1 引 言

为了保证空间系统在恶劣的空间环境中能够长期稳定的在轨运行，在轨服务应运而生。在轨服务是指人或者服务航天器针对空间系统进行的各类空间操作［1］，主要包括在轨装配、在轨监测、在轨维护、空间碎片清理等［2］。在轨服务为空间任务的实施提供了更多选择，具有延长在轨系统寿命、提升任务执行能力、降低初始成本、增强在轨灵活性和适应性等重要意义［3］。目前，以美国为首的发达国家高度重视在轨服务技术的发展，开展了轨道快车、凤凰等在轨服务技术验证计划［4-5］。作为在轨服务任务实施的前端和顶层，在轨服务任务规划主要通过求解多空间目标交会问题，在满足各类复杂约束条件下，确定服务航天器对目标航天器的轨道转移与交会方案，使得在轨服务任务效益最大化［6］。如何有效求解复杂在轨服务任务规划问题，成为了国内外研究热点。

按照在轨服务任务的不同，在轨服务通常可以分为一对一、一对多、多对一和多对多等不同模式。目前，国内外围绕不同模式下的在轨服务任务规划技术开展了广泛研究。例如，文献［6］围绕不同任务场景下的在轨服务任务规划模型开展了系统研究；Yu等［7］考虑服务窗口、末端状态、时间分配等约束，以总速度增量最小为目标，建立了离散连续混合的空间碎片主动清除任务规划模型，并通过定制的粒子群优化算法对任务规划问题进行了求解；……