航天器解体碎片的再入风险度数据的处理方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种航天器解体碎片的再入风险度数据的处理方法和装置。其中，该方法包括：采集处于再入陨落状态下的至少一个解体碎片的状态数据，其中，状态数据包括如下至少之一：解体碎片的质量、再入速度、截面积和体积；基于至少一个解体碎片的状态数据，预测至少一个解体碎片落点的概率分布密度函数；调取用于表征地球表面的人口分布的地理栅格数据；基于每个解体碎片落点的概率分布密度函数和地理栅格数据，获取每个解体碎片撞击地球表面时产生的风险数据，其中，风险数据包括如下至少之一：伤亡面积、伤亡人数和再入危险度。本发明专利技术解决了对航天器再入解体碎片进行地面风险度评估的准确度低的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
航天器解体碎片的再入风险度数据的处理方法和装置
本专利技术涉及航天器领域，具体而言，涉及一种航天器解体碎片的再入风险度数据的处理方法和装置。
技术介绍
目前，随着国际各国发射的航天器数量不断增加，航天器潜在故障的概率和无控再入风险相应增大，为此迫切需要开展航天器再入风险与残骸碎片地面威胁评估研究，及时预报无控航天器再入区域和地面威胁程度，有效应对航天器潜在失控风险和危害，维护国土空间安全。再入事件伤亡风险评估的前提条件是详细的世界人口分布模型和可信的碎片落区预报，对某个航天器而言，其碎片在地面上的落点分布并不是互相独立的，而是沿星下点轨迹分布在一条狭长的地带内。国际上评估地面风险度常用的指标包括伤亡面积和地面风险度，其中伤亡面积用于评估单次再入事件残余碎片所引起的地面风险，其等于碎片横截面与人体投影横截面积的组合，再入风险度指的是再入事件中地面上可能被碎片击中的人数，但是其理论公式难以在实际中进行具体应用和计算，且未综合考虑碎片的撞击动能导致的损伤程度，从而导致对航天器再入解体碎片进行地面风险度评估的准确度低的问题。针对上述对航天器再入解体碎片进行地面风险度评估的准确度低的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种航天器解体碎片的再入风险度数据的处理方法和装置，以至少解决对航天器再入解体碎片进行地面风险度评估的准确度低的技术问题。根据本专利技术实施例的一个方面，提供了一种航天器解体碎片的再入风险度数据的处理方法，包括：采集处于再入陨落状态下的至少一个解体碎片的状态数据，其中，状态数据包括如下至少之一：解体碎片的物体质量、再入速度、截面积和体积；基于至少一个解体碎片的状态数据，预测至少一个解体碎片落点的概率分布密度函数；调取用于表征地球表面的人口分布的地理栅格数据；基于每个解体碎片落点的概率分布密度函数和地理栅格数据，获取每个解体碎片撞击地球表面时产生的风险数据，其中，风险数据包括如下至少之一：伤亡面积、伤亡人数和再入危险度。可选地，在调取用于表征地球表面的人口分布的地理栅格数据之前，该方法还包括：获取卫星遥感影像，并基于卫星遥感影像获取地球空间数据，其中，地球空间数据包括：地球土地类型、高程、地貌数据；获取地球人口统计数据，并基于地球人口统计数据计算得到地球的人口空间分布数据；基于地球空间数据和人口空间分布数据，网格化后生成由多个地理栅格构成的地理栅格数据，其中，地理栅格数据表征每个地理栅格覆盖的面积范围内的地理信息和人口分布数据。可选地，在风险数据为伤亡人数的情况下，其中，基于每个解体碎片落点的概率分布密度函数和地理栅格数据，获取每个解体碎片撞击地球表面时产生的风险数据，包括：基于每个解体碎片落点的概率分布密度函数和对应的地理栅格的地理面积，预测每个地理栅格所在区域内的撞击概率；采用每个地理栅格所在区域内的撞击概率、人口分布数据和解体碎片的截面积，计算得到每个解体碎片撞击地球表面时产生的伤亡人数。可选地，在风险数据为伤亡面积的情况下，其中，基于每个解体碎片落点的概率分布密度函数和地理栅格数据，获取每个解体碎片撞击地球表面时产生的风险数据，包括：基于每个解体碎片落点的概率分布密度函数和对应的地理栅格的地理面积，预测每个地理栅格所在区域内的撞击概率；基于每个地理栅格所在区域内的撞击概率，统计再入事件中撞击地球表面的解体碎片的数量；基于解体碎片的数量以及解体碎片的截面积，计算得到解体碎片撞击地球表面时产生的伤亡面积。可选地，在风险数据为再入危险度的情况下，其中，基于每个解体碎片落点的概率分布密度函数和地理栅格数据，获取每个解体碎片撞击地球表面时产生的风险数据，包括：基于每个解体碎片落点的概率分布密度函数和对应的地理栅格的地理面积，预测每个地理栅格所在区域内的撞击概率；基于每个地理栅格所在区域内的撞击概率，确定再入事件中每个解体碎片撞击地球表面时产生的危险度。可选地，采用二维高斯分布模型或者蒙特卡洛模型处理至少一个解体碎片的状态数据计算得到至少一个解体碎片落点的概率分布密度函数。根据本专利技术实施例的另一方面，还提供了一种航天器解体碎片的再入风险度数据的处理装置，包括：采集模块，用于采集处于再入陨落状态下的至少一个解体碎片的状态数据，其中，状态数据包括如下至少之一：解体碎片的质量、再入速度、截面积和体积；预测模块，用于基于至少一个解体碎片的状态数据，预测至少一个解体碎片落点的概率分布密度函数；调取模块，用于调取用于表征地球表面的人口分布的地理栅格数据；处理模块，用于基于每个解体碎片落点的概率分布密度函数和地理栅格数据，获取每个解体碎片撞击地球表面时产生的风险数据，其中，风险数据包括如下至少之一：伤亡面积、伤亡人数和再入危险度。可选地，该装置还包括：第一子处理模块，用于获取卫星遥感影像，并基于卫星遥感影像获取地球空间数据，其中，地球空间数据包括：地球土地类型、高程、地貌数据；第二子处理模块，用于获取地球人口统计数据，并基于地球人口统计数据计算得到地球的人口空间分布数据；网格化处理模块，用于基于地球空间数据和人口空间分布数据，网格化后生成由多个地理栅格构成的地理栅格数据，其中，地理栅格数据表征每个地理栅格覆盖的面积范围内的地理信息和人口分布数据。可选地，在风险数据为伤亡人数的情况下，其中，处理模块包括：子预测模块，用于基于每个解体碎片落点的概率分布密度函数和对应的地理栅格的地理面积，预测每个地理栅格所在区域内的撞击概率；第一计算模块，用于采用每个地理栅格所在区域内的撞击概率、人口分布数据和解体碎片的截面积，计算得到每个解体碎片撞击地球表面时产生的伤亡人数。可选地，在风险数据为伤亡面积的情况下，其中，处理模块包括：子预测模块，用于基于每个解体碎片落点的概率分布密度函数和对应的地理栅格的地理面积，预测每个地理栅格所在区域内的撞击概率：统计模块，用于基于每个地理栅格所在区域内的撞击概率，统计再入事件中撞击地球表面的解体碎片的数量；第二计算模块，用于基于解体碎片的数量以及解体碎片的截面积，计算得到解体碎片撞击地球表面时产生的伤亡面积。可选地，在风险数据为再入危险度的情况下，其中，处理模块包括：子预测模块，用于基于每个解体碎片落点的概率分布密度函数和对应的地理栅格的地理面积，预测每个地理栅格所在区域内的撞击概率；第三计算模块，用于基于每个地理栅格所在区域内的撞击概率，确定再入事件中每个解体碎片撞击地球表面时产生的危险度。可选地，该装置还包括：模型处理模块，用于采用二维高斯分布模型或者蒙特卡洛模型处理至少一个解体碎片的状态数据，计算得到至少一个解体碎片落点的概率分布密度函数。根据本专利技术实施例的另一方面，还提供了一种计算机存储介质，该计算机可读存储介质包括存储的程序，其中，在程序运行时控制计算机可读存储介质所在设备执行本专利技术实施例的航天器解体碎片的再入风险度数据的处理方法。根据本专利技术实施例的另一方面，还提供了一种处理器，该处理器用于运行程序，其中，程序被处理器运行时执行本专利技术实施例的航天器解体碎片的再入风险度数据的处本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种航天器解体碎片的再入风险度数据的处理方法，其特征在于，包括：/n采集处于再入陨落状态下的至少一个解体碎片的状态数据，其中，所述状态数据包括如下至少之一：所述解体碎片的质量、再入速度、截面积和体积；/n基于所述至少一个解体碎片的状态数据，预测所述至少一个解体碎片落点的概率分布密度函数；/n调取用于表征地球表面的人口分布的地理栅格数据；/n基于所述每个解体碎片落点的概率分布密度函数和地理栅格数据，获取所述每个解体碎片撞击地球表面时产生的风险数据，其中，所述风险数据包括如下至少之一：伤亡面积、伤亡人数和再入危险度。/n

【技术特征摘要】
1.一种航天器解体碎片的再入风险度数据的处理方法，其特征在于，包括：
采集处于再入陨落状态下的至少一个解体碎片的状态数据，其中，所述状态数据包括如下至少之一：所述解体碎片的质量、再入速度、截面积和体积；
基于所述至少一个解体碎片的状态数据，预测所述至少一个解体碎片落点的概率分布密度函数；
调取用于表征地球表面的人口分布的地理栅格数据；
基于所述每个解体碎片落点的概率分布密度函数和地理栅格数据，获取所述每个解体碎片撞击地球表面时产生的风险数据，其中，所述风险数据包括如下至少之一：伤亡面积、伤亡人数和再入危险度。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在调取用于表征地球表面的人口分布的地理栅格数据之前，所述方法还包括：
获取卫星遥感影像，并基于所述卫星遥感影像获取地球空间数据，其中，所述地球空间数据包括：地球土地类型、高程、地貌数据；
获取地球人口统计数据，并基于所述地球人口统计数据计算得到所述地球的人口空间分布数据；
基于所述地球空间数据和所述人口空间分布数据，网格化后生成由多个地理栅格构成的所述地理栅格数据，其中，所述地理栅格数据表征每个地理栅格覆盖的面积范围内的地理信息和人口分布数据。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述风险数据为所述伤亡人数的情况下，其中，
基于所述每个解体碎片落点的概率分布密度函数和地理栅格数据，获取所述每个解体碎片撞击地球表面时产生的风险数据，包括：
基于所述每个解体碎片落点的概率分布密度函数和对应的地理栅格的地理面积，预测每个地理栅格所在区域内的撞击概率；
采用每个地理栅格所在区域内的撞击概率、人口分布数据和所述解体碎片的截面积，计算得到每个解体碎片撞击地球表面时产生的伤亡人数。


4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述风险数据为所述伤亡面积的情况下，其中，
基于所述每个解体碎片落点的概率分布密度函数和地理栅格数据，获取所述每个解体碎片撞击地球表面时产生的风险数据，包括：
基于所述每个解体碎片落点的概率分布密度函数和对应的地理栅格的地理面积，预测每个地理栅格所在区域内的撞击概率；
基于每个地理栅格所在区域内的撞击概率，统计再入事件中撞击地球表面的解体碎片的数量；
基于解体碎片的数量以及所述解体碎片的截面积，计算得到解体碎片撞击地球表面时产生的伤亡面积。


5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述风险数据为所述再入危险度的情况下，其中，
基于所述每个解体碎片落点的概率分布密度函数和地理栅格数据，获取所述每个解体碎片撞击地球表面时产生的风险数据，包括：
基于所述每个解体碎片落点的概率分布密度函数和对应的地理栅格的地理面积，预测每个地理栅格所在区域内的撞击概率；
基于每个地理栅格所在区域内的撞击概率，确定再入事件中每个解体碎片撞击地球表面时产生的危险度。


6.根据权利要求2至5中任意一项所述的方法，其特征在于，采用二维高斯分布模型或者蒙特卡洛模型处理所述至少一个解体碎片的状态数据计算得到所述至少一个解体碎片落点的概率分布密度函数。


7.一种航天器解体碎片的再入风险度数据的处理装置，其特征在于，包括：
采集模块，用于采集处于再入陨落状态...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩意，陈明，孔静，谢剑锋，慎千慧，乐天，温旭峰，宋辰，
申请(专利权)人：北京航天飞行控制中心，
类型：发明
国别省市：北京;11