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龙图腾网获悉北京理工大学申请的专利一种面向低轨航天器的交会窗口快速规划方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN117485604B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-05-12发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202311440730.9，技术领域涉及：B64G1/64；该发明授权一种面向低轨航天器的交会窗口快速规划方法是由乔栋;庞博;温昶煊设计研发完成，并于2023-11-01向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种面向低轨航天器的交会窗口快速规划方法在说明书摘要公布了：本发明公开的一种面向低轨航天器的交会窗口快速规划方法，属于航空航天领域。本发明实现方法为：应用于地面发射的火箭到达大气边缘后，火箭进行一次机动后，在上升过程中与目标航天器交会。得到用于航天器交会目标任务的交会窗口。交会窗口快速规划主要分为三步，第一步，根据火箭关机点包络和脉冲大小求得上升可达范围；第二步，利用此上升器的高度、航程可达范围和目标在地固系位置进行粗窗口的判断；第三步，得到粗窗口后，将火箭射向转到目标方向，得到惯性系下的关机点位置，并基于该点采用Lambert法计算速度增量，若满足约束，则判定火箭与目标可交会，即实现面向低轨航天器的交会窗口快速规划。本发明具有规划速度快、适用性强的优点。

本发明授权一种面向低轨航天器的交会窗口快速规划方法在权利要求书中公布了：1.一种面向低轨航天器的交会窗口快速规划方法，其特征在于：包括如下步骤， 步骤一：考虑火箭出地球大气后关机，在关机点处施加一个脉冲，随后火箭继续上升，到达最高点处停止，即实现可达范围预测； 所述可达范围指在火箭施加脉冲后到到达最高点过程中所能到达的位置集合； 忽略地球自转影响，各个方向均可通过调整火箭射向得到，而任意方向的最大可达范围简化为面内可达范围；定义火箭关机时状态为，其中为关机时地心矢径，为关机时运动平面内地心角，为径向速度大小，为运动平面内垂直地心矢径方向的速度大小，脉冲对应的速度增量为，设机动方向为，则脉冲后火箭状态为 其中为机动后径向速度大小，为机动后运动平面内垂直地心矢径方向的速度大小； 由该状态得脉冲后火箭的偏心率和真近点角 其中为中心天体引力常数，为脉冲后速度；则火箭所能到达的位置由速度增量方向和瞬时真近点角完全确定，其中为瞬时地心矢径，为瞬时运动平面内地心角，火箭可达范围表示为 由火箭位置易得高度和航程，其中为地球半径，为火箭大气内上升的航程； 根据公式-进行火箭可达范围的求解；在末端矢径固定情况下，其航程表示为 其中为机动后的角动量，为末端地心矢径； 中间函数则航程取得极值时对应的脉冲方向满足 上式中 将式移项、平方、整理得方程 其中为中间变量： 式为的三角函数高次方程，难以求解直接；但当确定时，其为的二次方程，因此可以进行逆向求解；固定，求解其对应满足的，则在处，速度增量取时，航程取得极值； 由于只需考虑情况，因此式继续简化，得到关于的一次方程，则的解析公式为 其中为中间变量： 遍历，利用式计算对应的极值末端高度；在推导过程中，火箭所处上升条件被放松，因此需加入判定条件；若所得高度满足式，则其符合火箭上升期条件，将其带入式，得到此高度所对应的航程； 另外，由于只考虑上升期间的可达范围，得到的可达范围包络并不完整，还需考虑航程取到边界而非极值的情况；航程取得边界时，真近点角为180°；则速度增量方向对应的极值航程和高度为 到此，单个关机点的可达范围包络已经求得，对关机点状态进行遍历，并求并集，即得到火箭上升期的可达范围； 步骤二：整个粗窗口的计算分为三步；第一步，对于时刻，首先计算得到目标的地固系位置，然后计算其相对发射点的位置矢量，求得航程，与步骤一中所求得的可达范围比较，若其小于最大航程，则判定火箭和目标可交会；对时间段进行遍历，得到满足可交会条件的第一粗窗口1；第二步，在第一粗窗口1的基础上，计算时刻目标高度，判断此高度下的射程是否满足，若满足，则判定火箭和目标可交会，得到第二粗窗口2；第三步，在第二粗窗口2的基础上，计算光照情况，若交会时刻处于地球阴影区内，则剔除窗口，得到最终的第三粗窗口3； 步骤三：基于求得的第三粗窗口3，首先计算窗口内时刻目标相对发射点的射向，将单个关机点的可达范围包络转换到该射向，得到惯性系下关机点的状态；基于该点采用Lambert算法进行计算，若最小速度增量小于允许速度增量，则判定火箭和目标可交会，即实现精窗口获取； 步骤四：针对预定高度的低轨航天器，根据步骤三求得的交会精窗口对航天器交会轨迹进行规划，进而实现火箭与低轨航天器的交会。

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