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龙图腾网获悉天目山实验室申请的专利一种时变约束下的时间最优的航天器姿态轨迹规划方法和系统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：CN120233790B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-23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：202510729630.0，技术领域涉及：G05D1/49；该发明授权一种时变约束下的时间最优的航天器姿态轨迹规划方法和系统是由胡庆雷;李东禹;童尚;潘必越;许泽坤设计研发完成，并于2025-06-03向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种时变约束下的时间最优的航天器姿态轨迹规划方法和系统在说明书摘要公布了：本发明提供了一种时变约束下的时间最优的航天器姿态轨迹规划方法和系统，包括确定时变约束禁区、判断是否可同时规避、进行规避处理和时域规划，以实现飞行器在最短时间内完成任务。具体步骤包括：任务开始前确定时变约束禁区位置，判断时变约束禁区是否可同时规避，对可同时规避的进行同时规避处理，对不可同时规避的进行不同时规避处理，最终完成时间最优的任务。本发明可以确保飞行器在最短时间内安全高效地完成任务。

本发明授权一种时变约束下的时间最优的航天器姿态轨迹规划方法和系统在权利要求书中公布了：1.一种时变约束下的时间最优的航天器姿态轨迹规划方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤S1、任务开始前确定时变约束禁区； 步骤S2、判断时变约束禁区是否可同时规避，如果是，则进行步骤S3，如果否，则进行步骤S4； 步骤S3、时变约束下的航天器姿态轨迹规划；对步骤S2中可同时规避的时变约束禁区问题进行同时规避处理，并将处理后的轨迹点与时变约束禁区的轨迹点进行时域规划，使得飞行器在时间最优下完成任务； 步骤S4、时变约束下的航天器姿态轨迹规划；对步骤S2中不可同时规避的时变约束禁区问题进行不同时规避处理，并将处理后的轨迹点与时变约束禁区的轨迹点进行时域规划，使得飞行器在时间最优下完成任务； 步骤S2通过以下方法判断时变约束禁区是否可同时规避：如果任意两时变约束禁区的长轴焦点不同，则其任意两时变约束禁区的点可同时规避； 如果任意两时变约束禁区的长轴焦点相同，但短轴焦点不同，则其任意两时变约束禁区的点不可同时规避； 步骤S3具体包括以下步骤： 步骤S301、确定已知条件包括观测弧段、时变约束禁区； 步骤S302、构建已知条件下的时变椭圆禁区；假设N个时变约束禁区中任意两个形状为椭圆锥的时变约束禁区的长短轴焦点均为同一处，且在弧段开始时的指向指向时变约束禁区中任意一个，在弧段结束时的指向指向时变约束禁区的另一个在轨位置，且N个时变约束禁区中任意两个椭圆锥的焦距不同，且其在每个时刻椭圆锥的锥心坐标已知，且椭圆长短轴长度，将时变椭圆禁区转化为椭圆锥求解；锥心为： 其中，为时间；；为椭圆的长半轴，为椭圆的短半轴； 则求解椭圆的方程为： 步骤S303、利用凸优化的算法求解；构建优化目标函数： 其中，表示执行弧段的时间长度，表示执行器在执行弧段时间内，为运动轨迹的初始状态，为运动轨迹的最终状态； 约束函数为： 其中，为运动轨迹的初始状态，为运动轨迹的最终状态，为椭圆的长半轴，为椭圆的短半轴； 步骤S302中，转化椭圆为椭圆锥求解具体通过以下方法获得：由于椭圆锥锥心已知，椭圆的长半轴和短半轴长度固定，则通过锥面轨迹点和椭圆的轨迹点可以确定；因此，判断椭圆锥内的运动轨迹点与椭圆的点是否存在交集可以通过判断椭圆锥锥底的圆与椭圆的交集是否相交来获取；从而转化轨迹约束问题为轨迹点与锥底圆是否相交； 步骤S4包括： 当观测弧段开始时，所有时变约束禁区锥的锥心位于弧段所在的直线上，但锥顶点在观测弧段外的在轨位置处，则将其通过步骤S3处理后再进行轨迹点与时变约束禁区的时域规划； 步骤S3还包括以下步骤： 步骤S304、对于步骤S303中求解得到的轨迹点，进行时变约束禁区的规避验证；该步骤涉及将轨迹点与时变椭圆禁区和时变球面禁区的方程进行比较，以验证轨迹点是否满足规避要求；若轨迹点满足所有时变约束禁区的规避要求，则认为规避成功，否则需要对轨迹点进行调整； 步骤S305、若步骤S304中的规避验证未通过，则调整轨迹点；根据时变约束禁区的变化，动态调整轨迹点，以满足规避要求；调整可以包括改变轨迹点的位置、速度或加速度，直至满足所有规避条件； 步骤S306、将调整后的轨迹点重新进行步骤S304的规避验证，直至找到满足所有时变约束禁区规避要求的最优轨迹。

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