用python 在krpc上 设计一个火箭自动回收到发射场的程序

这是一个较为复杂的项目，需要使用 krpc 的 API 和一些编程知识。以下是一个简单的程序框架，你可以在此基础上进行修改和扩展。

首先，需要连接 krpc 服务器，获取火箭的各种信息：

import krpc

# 连接 krpc 服务器
conn = krpc.connect()

# 获取火箭对象
vessel = conn.space_center.active_vessel

# 获取火箭高度、速度、姿态等信息
altitude = conn.add_stream(getattr, vessel.flight(), 'mean_altitude')
speed = conn.add_stream(getattr, vessel.flight(), 'speed')
pitch = conn.add_stream(getattr, vessel.flight(), 'pitch')
heading = conn.add_stream(getattr, vessel.flight(), 'heading')

接着，需要定义一些辅助函数，比如控制火箭引擎的函数：

def set_thrust(throttle):
    # 控制火箭引擎推力
    vessel.control.throttle = throttle

还需要定义一些常量，比如目标高度、着陆点坐标等：

TARGET_ALTITUDE = 10000  # 目标高度
LANDING_LATITUDE = 0.0   # 着陆点纬度
LANDING_LONGITUDE = 0.0  # 着陆点经度

接下来，就可以开始编写主要的程序逻辑了。首先，在起飞前需要将火箭竖直放置并点火：

def launch():
    # 火箭竖直放置
    vessel.control.sas_mode = conn.space_center.SASMode.stability_assist

    # 火箭点火
    vessel.control.activate_next_stage()

接着，在火箭达到目标高度前，需要控制火箭引擎推力，使火箭垂直上升：

def ascent():
    # 控制火箭引擎推力
    set_thrust(1.0)

    # 等待火箭达到目标高度
    while altitude() < TARGET_ALTITUDE:
        pass

    # 切换到姿态控制模式
    vessel.control.sas_mode = conn.space_center.SASMode.retrograde

接着，在着陆前需要控制火箭姿态，使其朝向着陆点，并在适当的时机放出降落伞：

def landing():
    # 控制火箭姿态
    vessel.auto_pilot.target_pitch_and_heading(-90, 0)
    vessel.auto_pilot.engage()

    # 等待火箭靠近着陆点
    while vessel.orbit.body.latitude_at_position(vessel.orbit.position_at(0)).degrees > LANDING_LATITUDE:
        pass

    # 放出降落伞
    vessel.control.activate_next_stage()

最后，在着陆后需要将火箭自动驶回发射场。这个部分需要编写比较复杂的代码，包括计算火箭的轨道参数、计算回收路径、控制火箭引擎等。

def recovery():
    # 计算火箭轨道参数
    mu = vessel.orbit.body.gravitational_parameter
    h = vessel.orbit.apoapsis_altitude
    r = vessel.orbit.body.equatorial_radius + altitude()
    a = (r + h) / 2
    e = 1 - (r / a)
    b = a * math.sqrt(1 - e ** 2)
    p = a * (1 - e ** 2)

    # 计算回收路径
    landing_site = conn.space_center.target_vessel
    landing_position = landing_site.flight().position
    landing_latitude = landing_site.flight().latitude
    landing_longitude = landing_site.flight().longitude
    r_landing = landing_site.orbit.body.equatorial_radius + landing_site.flight().surface_altitude
    v_landing = math.sqrt(mu / r_landing)
    r_reentry = r_landing + 100000
    v_reentry = math.sqrt(mu / r_reentry)
    t_reentry = math.acos(v_landing / v_reentry)
    dt_reentry = t_reentry - math.sqrt(r_reentry ** 3 / mu)

    # 控制火箭引擎
    while True:
        # 计算火箭位置和速度
        r = vessel.orbit.radius
        v = vessel.flight().speed

        # 计算回收路径上的位置和速度
        t = conn.space_center.ut
        dt = t - conn.space_center.ut_lag
        landing_position = landing_site.flight().position_at(t + dt + dt_reentry)
        landing_velocity = landing_site.flight().velocity_at(t + dt + dt_reentry)
        delta_v = landing_velocity - vessel.flight().velocity

        # 控制火箭引擎
        thrust = delta_v.magnitude / (v * math.sin(delta_v.angle_with(v)))
        set_thrust(min(1.0, max(0.0, thrust)))

        # 判断是否回收成功
        if r <= r_landing and v <= v_landing:
            break

最后，将以上函数组合起来，即可实现一个简单的火箭自动回收程序：

def main():
    launch()
    ascent()
    landing()
    recovery()

if __name__ == '__main__':
    main()
``