基本介紹
- 中文名：自主交會
- 外文名：Autonomous rendezvous
- 所屬領域：航空航天
- 階段：近距離導引和平移靠攏段
- 制導方式：C-W制導等
- 控制內容：參數測量、導航計算等
自主交會控制,自主交會段的軌跡安全,特點,技術特點,套用特點,
自主交會控制
自主控制段從日標器和追蹤器之問能夠建立相對導航時開始，到兩太空飛行器的對接機構接觸結束。自主控制段具體可劃分為尋的段、接近段I、接近段Ⅱ、平移靠攏段I和平移靠攏段Ⅱ。
自主交會控制包括參數測量、導航計算、制導與控制計算、控制執行等環節。在自主交會過程中，追蹤器採用其配置的敏感器獲收其軌道和姿態測量信息；追蹤器GNC系統根據敏感器的測鞋信息進行導航汁算，獲得追蹤器的相對位置和姿態等參數；根據導航信息，追蹤器進一步進行制導與控制計算，形成軌道和姿態控制指令；最後，追蹤器根據控制指令完成發動機開關機控制，實現對自身軌道和姿態的控制。
自主交會段的軌跡安全
1．安全控制區域
為了保證交會對接的安全，通常在目標器周圍定義一些參考區域對追蹤器進行約束，這些參考區域稱為控制區域(control zone)。在控制區域內，定義了交會對接各參與方的控制權層次，限制了最大的控制衝量大小，確定了操作次序，定義了接近和分離走廊，同時還包括其他一些限制。
1)建立控制區域的約束條件
(1)追蹤器和目標器的直接通信範圍。
(2)在最大允許控制衝量作用下，一圈時問內追蹤器能夠到達的相對口標器的距離。
(3)為避免故障情況下追蹤器和目標器的碰撞所要求的接近和撤離走廊的大小。
(4)攝像機能夠監視的範圍等。
在交會對接平移靠攏段和撤離段的軌道控制過程中，需要分別定義接近走廊(approach corridor)和分離走廊(departure corridor)，使追蹤器的相對運動軌跡始終處於接近走廊或分離走廊內，以滿足兩太空飛行器靠攏或撤離時的測控條件和安全性要求。通常情況下，接近走廊和分離走廊均為處於敏感器視場內的圓錐形區域。
2)建立接近走廊和分離走廊的約束條件
(1)可觀測性。除了追蹤器的在軌數據傳送外，地面控制中心和航天員必須能夠通過圖像快速判斷軌跡安全。標稱軌跡必須在預定義的視線範圍內。
(2)熱載荷和羽流污染。接近或分離時發動機羽流對目標器表面所產生的熱載荷和污染必須限制在一定範圍。
(3)碰撞安全邊界。月標器周圍必須定義碰撞安全邊界以防止故障情況下的直接碰撞。這主要是從目標器角度出發的保護措施，它與追蹤器的故障容錯是獨立的。
特點
空間自主交會涉及多個太空飛行器間的空間近距離操作，除了具有單一太空飛行器的飛行特點外，還表現出更為複雜的內在特徵，主要體現在技術和套用兩個層面上。
技術特點
空間自主交會任務在技術上的特點主要表現為：
2)動力學系統複雜度高，涉及兩個飛行器之間的絕對和相對運動，是一個包含相對位置、相對姿態的高達十二維的狀態控制問題；
3)空間交會由於涉及兩個飛行器的相對運動，對安全性要求很高，為了完成特定任務，對制導控制精度、系統可靠性和狀態約束都有很高的要求；
4)交會系統由於不依賴於地面測控系統，在太空飛行器處於地面測控站盲區時要求能夠實施自主交會，加上交會過程中涉及多種操作，而每種操作的約束條件又很強，這些特點和需求對自主交會太空飛行器制導、導航與控制系統提出了更高的要求。
套用特點
由技術特點不難看出，空間自主交會飛行器複雜度很高，為保證套用滿足任務要求．研製過程必須經過基礎理論研究、關鍵技術研究、系統開發及飛行試驗等階段。從對空間交會技術的現實需求來看．空間交會技術在套用上必將推動空間技術朝著更大、更遠、更強的方向發展。更大表現在空間飛行器的組裝、空間平台的配置及空問編隊等方面；更遠表現在深空探測任務的實施上；更強則表現在可以快速、大範圍、高精度實現宅問運輸、營救等任務。自主交會套用模式的多樣性、複雜性大大拓寬了該技術的套用範圍，卻也給實現帶來了眾多問題，致使該技術在套用上難度很大。
