Hamilton--Jacobi Reachability for Spacecraft Collision Avoidance
航天器碰撞避免的Hamilton-Jacobi可达性
发表机构 * Department of Mechanical Engineering, University of California, Berkeley(加州大学伯克利分校机械工程系) ; Aerospace Engineering Program, University of California, Berkeley(加州大学伯克利分校航空航天工程项目) ; Department of Mechanical Engineering, National University of Singapore(新加坡国立大学机械工程系)
AI总结 本文提出了一种用于同轨道双卫星碰撞避免问题的Hamilton-Jacobi(HJ)可达性框架,通过平面Hill-Clohessy-Wiltshire(HCW)动力学在径向-切向-法向(RTN)框架中建模相对运动。定义目标状态空间为对应于联邦通信委员会(FCC)轨道标准的最小分离要求的不安全相对配置。将航天器之间的相互作用建模为零和微分博弈,其中玩家1是受控卫星,玩家2被建模为具有未知意图的有界对抗干扰。本文提出了HJ公式,并计算了后向可达集,这些集描述了在最坏情况下无法避免碰撞的相对状态,而集外的状态则允许证明安全的轨迹。这些可达集与监督混合控制逻辑相结合,以确定何时必须启动规避机动,从而为可扩展性提供数学基础的安全保证。
Comments Accepted to the 20th IEEE International Conference on Control & Automation (IEEE ICCA 2026). 6 pages, 4 figures