卫星星座观测影响评估方法、装置、设备及介质制造方法及图纸

本公开提供了一种卫星星座观测影响评估方法，包括：分别获取观测站的视线方向与卫星星座中的各子星座的高度层的交点；计算各所述交点所属空间单元内的卫星通量之和，得到所述观测站视线范围内的卫星总通量；基于所述卫星总通量和所述卫星的平均星等，计算所述卫星星座对所述观测站的影响的评估值；基于所述评估值的大小，评估所述卫星星座对所述观测站的观测影响的大小。该方法可用于评估大型星座遮挡天文观测的影响问题。天文观测的影响问题。天文观测的影响问题。

【技术实现步骤摘要】
卫星星座观测影响评估方法、装置、设备及介质


[0001]本公开涉及航天及天文观测
，尤其涉及一种卫星星座观测 影响评估方法、装置、电子设备及介质。

技术介绍

[0002]随着大型星座部署计划的不断推进，星链卫星等大型星座先后入轨。 截至日前，已有数千颗大型星座卫星进入地球轨道。相比中高轨道人造 卫星，大型星座卫星处于低轨道区域，对地基天文望远镜而言亮度较高。 低地球轨道大型星座的密集部署，会对天文望远镜所拍摄到的恒星或其 他天体形成遮挡。由于大型星座卫星轨道具有显著的规律性，其对不同 地理纬度站址的影响不尽相同。
[0003]大型星座对天文观测的影响已经是现实存在的问题。美国天文学会 发表报告称，大型星座卫星“会从根本上改变天文观测领域。夜空照片 中充满被太阳照亮的卫星将成为一种常态”。
[0004]在此情况下，针对大型星座遮挡问题的天文观测方案优化将有可能 成为天文测站选址的重要参考。然而，针对大型星座遮挡的天文观测影 响问题研究尚未发布相关成果。

技术实现思路

[0005]鉴于上述问题，本专利技术提供了一种卫星星座观测影响评估方法、 装置、电子设备及介质。
[0006]本公开的一个方面提供了一种卫星星座观测影响评估方法，包括： 分别获取观测站的视线方向与卫星星座中的各子星座的高度层的交点； 计算各所述交点所属空间单元内的卫星通量之和，得到所述观测站视 线范围内的卫星总通量；基于所述卫星总通量和所述卫星的平均星等， 计算所述卫星星座对所述观测站的影响的评估值；基于所述评估值的 大小，评估所述卫星星座对所述观测站的观测影响的大小。
[0007]可选的，所述分别获取观测站的视线方向与卫星星座的各子星座 的高度层的交点包括：
[0008]将所述观测站的视线方向由测站坐标系转到J2000惯性系中，得 到J2000惯性系中所述视线方向的向量表示，公式如下：
[0009][0010][0011][0012]其中，表示所述视线方向在测站坐标系中的单位矢量，表 示测站坐标系与J2000惯性系的转换关系，r表示所述视线方向上某点 与所述观测站的距离，R
station
表示所述观测站的地心距，θ表示所述观 测站的望远镜所在地理纬度，λ表示所述望远镜的地理经度，Az表示 所述望远镜的指向方位角，Al表示所述望远镜的高度角；
[0013]根据所述公式，令其中，h
i
表示第i个所述子星座的高度， 求解r，得到所述观测站与所述子星座高度层的交点到所述观测站的距 离；
[0014]将所述交点到所述观测站的距离代入上述公式，得到所述交点在 J2000惯性系中的向量表示，
[0015][0016]其中，表示所述交点在J2000惯性系中的向量表示，其中， 表示在J2000系中z方向的分量。
[0017]可选的，所述方法还包括：基于所述交点在J2000惯性系中的向 量表示，计算所述交点的纬度，计算公式包括：
[0018][0019]其中，θ
layer_i
表示所述交点的纬度。
[0020]可选的，所述方法还包括：以地心为中心，按照预设地心距步长 和预设纬度步长将地球附近的轨道空间划分为多个空间单元，并计算 各所述空间单元内的空间密度；获取经过各所述空间单元的卫星绕地 的相对速度；计算所述空间密度和所述相对速度的乘积，得到对应的 所述空间单元内的卫星通量。
[0021]可选的，所述计算各所述空间单元内的空间密度包括：
[0022][0023][0024][0025]q＝a(1
‑
e)；
[0026]q
′
＝a(1+e)；
[0027]ΔR＝R
′‑
R：
[0028][0029]其中，ρ表示所述空间密度，R和R
′
分别表示所述空间单元的地心 距区间[R，R
′
]的起点和终点，θ和θ
′
分别表示所述空间单元的纬度区间 [θ，θ
′
]的起点和终点，a表示所述卫星的轨道半长轴，e表示所述卫星的 偏心率，i所述卫星的轨道倾角，q表示近地点，q
′
表示远地点。
[0030]可选的，所述计算各所述交点所属空间单元内的卫星通量之和， 得到所述观测站视线范围内的卫星总通量包括：基于各所述交点的纬 度和高度，获取各所述交点所属的空间单元及对应的卫星通量；计算 各所述交点的空间单元内的卫星通量之和，得到所述观测站视线范围 内的卫星总通量。
[0031]可选的，所述基于所述卫星总通量和所述卫星的平均星等，计算 所述卫星星座对所述观测站的影响的评估值包括：
[0032][0033]其中，I表示所述评估值，F
∑
表示所述卫星总通量，表示所述 平均星等。
[0034]本公开另一方面提供了一种卫星星座观测影响评估装置，包括： 交点获取模块，用于分别获取观测站的视线方向与各卫星星座的高度 层的交点；通量计算模块，用于计算各所述交点所属空间单元内的卫 星通量之和，得到所述观测站视线范围内的卫星总通量；评估计算模 块，用于基于所述卫星总通量和所述卫星的平均星等，计算所述卫星 星座对所述观测站的影响的评估值；影响评估模块，用于基于所述评 估值的大小，评估所述卫星星座对所述观测站的观测影响的大小。
[0035]本公开另一方面提供了一种电子设备，包括：存储器，处理器及 存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行 所述计算机程序时，实现第一方面中的任一项所述方法中的各个步骤。
[0036]本公开另一方面提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计 算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现第一方面中的任一 项所述方法中的各个步骤。
[0037]在本公开实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益 效果：
[0038]本公开提出了卫星星座观测影响评估方法，实现了卫星星座对地 球观测站的观测视线遮挡程度的评估，可应用与天文观测等领域，可 为天文观测站址评估、大型星座部署相关法律法规设计等奠定理论基 础。
附图说明
[0039]为了更完整地理解本公开及其优势，现在将参考结合附图的以下 描述，其中：
[0040]图1示意性示出了本公开实施例提供的一种卫星星座观测影响评估 方法的示意图；
[0041]图2示意性示出了本公开实施例提供的一种卫星星座观测影响评估 装置的结构框图；
[0042]图3示意性示出了本公开实施例提供的一种电子设备的结构框图。
具体实施方式
[0043]以下，将参照附图来描述本公开的实施例。但是应该理解，这些描 述只是示例性的，而并非要限制本公开的范围。在下面的详细描述中， 为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本公开实施例的全面理 解。然而，明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下 也可以被实施。此外，在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种卫星星座观测影响评估方法，其特征在于，包括：分别获取观测站的视线方向与卫星星座中的各子星座的高度层的交点；计算各所述交点所属空间单元内的卫星通量之和，得到所述观测站视线范围内的卫星总通量；基于所述卫星总通量和所述卫星的平均星等，计算所述卫星星座对所述观测站的影响的评估值；基于所述评估值的大小，评估所述卫星星座对所述观测站的观测影响的大小。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分别获取观测站的视线方向与卫星星座中的各子星座的高度层的交点包括：将所述观测站的视线方向由测站坐标系转到J2000惯性系中，得到J2000惯性系中所述视线方向的向量表示，公式如下：视线方向的向量表示，公式如下：视线方向的向量表示，公式如下：其中，表示所述视线方向在测站坐标系中的单位矢量，表示测站坐标系与J2000惯性系的转换关系，r表示所述视线方向上某点与所述观测站的距离，R
station
表示所述观测站的地心距，θ表示所述观测站的望远镜所在地理纬度，λ表示所述望远镜的地理经度，Az表示所述望远镜的指向方位角，Al表示所述望远镜的高度角；根据所述公式，令其中，h
i
表示第i个所述子星座的高度，求解r，得到所述观测站与所述子星座高度层的交点到所述观测站的距禺；将所述交点到所述观测站的距离代入上述公式，得到所述交点在J2000惯性系中的向量表示，其中，表示所述交点在J2000惯性系中的向量表示，其中，表示在J2000系中z方向的分量。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：基于所述交点在J2000惯性系中的向量表示，计算所述交点的纬度，计算公式包括：其中，θ
layer_i
表示所述交点的纬度。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：以地心为中心，按照预设地心距步长和预设纬度步长将地球附近的轨道空间划分为多个空间单元，并计算各所述空间单元内的空间密度；
获取经过各所述空间单元的卫星绕地的相对速度；计算所述空间密度和所述相对速度的乘积，得到对应的所述空间单元内的卫星通量。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述计算各...

【专利技术属性】
技术研发人员：王东方，刘静，杨旭，
申请(专利权)人：中国科学院国家天文台，
类型：发明
国别省市：