【技术实现步骤摘要】
一种双高度段三维空间目标等体积离散方法
[0001]本专利技术涉及一种双高度段三维空间目标等体积离散方法，特别涉及一种对于空间目标集中分布轨道段在距离和天顶角两个维度进行等体积离散的覆盖性能判断方法，属于航空航天领域。
技术介绍
[0002]随着日益频繁的航天活动，地球轨道上的空间目标的数量逐年增加空间环境越发复杂。为保证在轨航天器的安全运行，需要对于这些空间目标进行精准监测、编目管理。相较地基观测系统，天基观测系统具有不受气象影响、机动灵活、全天候工作等优势，能够作为现有系统的功能补充。本专利技术考虑空间目标集中分布特点将其近似为双高度段约束的三维球层，并提出一种全新的体积离散方法对于目标的覆盖性能进行计算。
[0003]现有星座覆盖性能统计方法主要针对地面覆盖问题，按照研究主体又分为图形法和网格点法。其中图形法的研究对象为卫星有效覆盖区域。通过对于单颗卫星的覆盖区域边界进行建模，并采用布尔运算等几何计算方法得到星座覆盖区域。该方法的第一个难点在于针对不同载荷视场考虑卫星姿态的二维封闭单星覆盖区域的计算，先技术[1...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种双高度段三维空间目标等体积离散方法，其特征在于：包括如下步骤，步骤一：在地心惯性球坐标下将给定高度段的空间目标近似为三维球层；步骤二：对步骤一中由空间目标近似得到三维球层，通过在距离和天顶角两个维度对双高度段球层进行等体积离散，并在方位角维度对等体积离散后的双高度段球层解析，得到等体积离散圆环，对所述三维球层以二维计算量实现三维空间目标离散，即实现双高度段三维空间目标等体积离散；相较于三维取点的网格点法有效降低网格数目，显著提升离散效率；以解析的中心环覆盖区间代替三维方位角采样点能够提高后续星座多重覆盖区域判别模型精度。2.如权利要求1所述的一种双高度段三维空间目标等体积离散方法，其特征在于：应用于星座多重覆盖区域判别，包括步骤一、步骤二，还包括如下步骤，步骤三：对于步骤二离散得到的双高度段三维空间目标等体积离散单元，在任意方位角维度以离散单元距离和天顶角两个维度的中值确定节点并在方位角的有效区域进行遍历得到该离散单元的中心线；根据双高度段三维空间目标等体积离散单元的中心线的覆盖情况进行单个离散单元的覆盖判定，通过解析的方位角覆盖区间叠加方法，以一次区间叠加算法实现任意单个离散单元的多重覆盖区域判别，相较于图形法的布尔运算次数M！/(N
‑
1)！(M
‑
N)！，能够在内层和外层逻辑上均显著提高覆盖区域判别效率；相较于三维取点的网格点法有效降低网格数目并提升星座多重覆盖区域判别模型精度；其中：M为星座卫星数目，N为覆盖重数；步骤四：通过步骤三得到的单个离散单元的多重覆盖体积，整合确定整个双高度段三维目标球层覆盖情况，即实现整个双高度段三维目标球层覆盖区域判别。3.如权利要求1或2所述的一种双高度段三维空间目标等体积离散方法，其特征在于：步骤一实现方法为，地心惯性坐标由Oxyz表示，其中O是地球的中心；原点O到点P的位置矢量由笛卡尔坐标表示为r＝(x,y,z)，或由球坐标表示为天顶角θ是矢量r和z轴之间的夹角，方位角是矢量r在xy平面上的投影与x轴之间的夹角，r是矢量r的模；球坐标和笛卡尔坐标之间的转换表示为：式中θ∈[0,π]且r∈[0,+∞)；由于空间目标数量多、分布高度集中且无固定相对位置，将空间目标定义为一个由双高度段约束决定的三维球层，即目标区域S表示为：其中r
L
为三维球层的轨道高度下限，r
U
为三维球层的轨道高度上限；则三维目标球层的体积V为：
4.如权利要求3所述的一种双高度段三维空间目标等体积离散方法，其特征在于：步骤二实现方法为，对于步骤一得到的目标区域S在距离r和天顶角θ两个维度进行离散，并在方位角维度进行解析，得到的I
×
J个等体积离散圆环R
ij
表示为：其中r
i
和θ
j
为进行离散的节点；以距离和天顶角二维离散计算量I
×
J实现双高度段三维空间目标的等体积离散，相较于距离、天顶角和方位角三维离散计算量I
×
J
×
K的网格点法有效降低网格数目，显著提升离散效率；以解析的方位角中心环覆盖区间代替三维方位角采样点提高后续星座多重覆盖区域判别模型精度；给定三维信息的离散单元体积为V
ij
：采用等体积离散法确定节点r
i
和θ
j<...
【专利技术属性】
技术研发人员：温昶煊，孙杨雨茜，曾春平，朱政帆，
申请(专利权)人：航天东方红卫星有限公司，
类型：发明
国别省市：
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