题目：再入航天器轨道机动优化策略研究

        随着我国航天事业的发展和国防任务的需要，再入航天器轨道机动作为空间攻防对抗和对地精确打击等领域的关键技术，具有日益增长的工程需求，前景十分广阔。再入航天器轨道机动策略规划，必须在考虑燃料有限、推力有限、时间有限的情况下，设计出同时满足再入条件和落点约束的最优变轨序列。因此，必须连同航天器的待命轨道、再入约束条件以及任务目标等一起考虑，实质上是一个多约束多目标优化问题，采用传统的轨道机动规划技术很难解决。本文着重对再入航天器变轨策略规划与优化设计、变轨策略修正等问题进行了系统的研究。

        针对特定的再入航天器，建立了适用于再入返回任务的航天器轨道机动数学模型，给出适用于变量搜索的轨道机动变轨模式，将变轨方案设计问题转化成约束优化问题；建立完整的再入约束数学模型和对再入约束的处理算法；利用遗传算法搜索同时满足再入约束条件和优化目标的变轨方案。

        分别在简单地球模型和复杂地球模型的基础上，设计了再入航天器轨道机动的变轨方案。仿真算例表明，在简单地球模型下的变轨设计方案能够满足到达再入点的精度，但着陆点精度无法保障。而在复杂地球模型下的变轨方案，保证了再入点和落点的精度，能够满足航天器再入返回轨道机动任务的需求。

        实际工程中，发动机工作状态为有限推力式，并且初始设计的脉冲式变轨方案存在摄动模型误差，为保证有限推力式变轨方案到达目标再入点的精度能满足工程技术需求，研究了变轨方案修正算法，将初始设计的脉冲式变轨方案转换为有限推力式变轨方案后对其进行迭代修正，以消除转换误差和摄动模型误差，使得修正后的变轨方案在真实飞行环境中满足任务要求。

        本文提出的再入航天器轨道机动策略规划方法，能够使再入航天器满足应急和快速反应的需要，为航天器的自主快速机动和精确对地打击能力提供技术基础，对目前常用的手动规划方法是一个很好的补充，对民用航天器轨道机动也具有一定的参考意义和应用价值。