一种用于模拟卫星发射方案的模拟器及方法技术

本发明专利技术涉及一种用于模拟卫星发射方案的模拟器及方法，所述模拟器的特征：包括客户端、方案模拟服务器以及分别与方案模拟服务器连接的气象数据服务器和卫星路径计算服务器。所述方法的特征：S1、用户在客户端选定发射地点、发射时间以及装载车出发地点；S2、方案模拟服务器筛选出适合的发射时间和发射地点；S3、方案模拟服务器得到装载车队出发地点到所有适合的发射地点之间的最短路径；S4、方案模拟服务器判断S3所述最短路径的气象数据与卫星过顶状态，筛选生成最终发射方案；S5、方案模拟服务器将发射方案返回至客户端。本发明专利技术综合分析外部因素对卫星运载火箭发射的影响，提高了发射方案的科学性和可行性。射方案的科学性和可行性。

【技术实现步骤摘要】
一种用于模拟卫星发射方案的模拟器及方法


[0001]本专利技术涉及航空航天
，具体而言，是一种用于模拟卫星发射方案的模拟器及方法。

技术介绍

[0002]随着航空航天技术的迅速发展，我们已知卫星的成功发射必须满足一些必要条件，这些条件主要包括卫星自身条件以及外部因素对发射任务的影响，其中外部因素主要包含发射时间和发射地点的选择、卫星运输路径规划、包括气象因素在内的自然环境因素，同时还需要根据在轨卫星对地的扫描路径区域，对卫星的发射时间和发射地点进行调整，以规避卫星过顶现象的发生。
[0003]卫星过顶是指卫星在围绕地球转时，卫星在地球上的投影与目标地、人或事物重合。过顶时卫星可以侦察地面情况，因此在卫星发射的整体过程中，包括从卫星发射中心运载卫星至卫星发射地点，到卫星发射升空的整个过程都必须规避卫星过顶现象。
[0004]根据卫星的类型与威胁等级，可通过规避行动规避卫星过顶，常见可通过烟雾、迷彩伪装等行动进行规避。
[0005]在发射地点选择方面，需要通过路径规划选择距离最近用时最短的发射地点，现有技术中，可通过OpenStreetMap与GraphHopper实现路径规划功能。
[0006]OpenStreetMap（OSM）是一款由网络大众共同打造的免费开源、可编辑的地图服务。它利用公众集体的力量和无偿的贡献来改善地图相关的地理数据，并将数据回馈给社区重新用于其它的产品与服务。
[0007]GraphHopper是一种开源路径规划库及服务器 GraphHopper路由引擎 ，它在Apache许可证 2.0下发布。 默认情况下，它使用OpenStreetMap和GTFS地图数据，同时可以导入其他类型数据源。
[0008]对于在轨卫星对地扫描区域方面，卫星领域普遍通过卫星轨道六根数（开普勒定律）计算卫星轨道，以此计算卫星对地投影位置，并根据卫星的扫描半径确定卫星对地的成像区域。
[0009]虽然目前卫星运载火箭地面作业系统采取了与天气监控系统相结合的方式来获取气象因素，但是对于更多的外部因素，特别是对于卫星过顶的规避，还没有更加科学完善的解决方案。

技术实现思路

[0010]为了解决上述问题，本专利技术提供一种用于模拟卫星发射方案的模拟器及方法，获取并综合分析外部因素对卫星发射的影响，并根据分析结论生成多种可行的发射方案供使用者分析选择。
[0011]本专利技术采用的技术方案为：一种用于模拟卫星发射方案的模拟器，其特殊之处在于，包括客户端、与所述客户
端互联的方案模拟服务器，以及分别与所述方案模拟服务器连接的气象数据服务器和卫星路径计算服务器；所述客户端具有可视化操作页面且所述可视化操作页面展示有OpenStreetMap地图文件所包含区域的卫星地图；所述气象数据服务器与预先配置于不同指定地区的多台气象监测设备通讯连接，用以获取不同指定地区的气象监测设备所监测到的一定时间段内的气象数据信息，并将监测到的气象数据信息发送至所述方案模拟服务器；所述卫星路径计算服务器用以通过卫星轨道六根数计算一定时间内所指定的卫星在不同时刻的经纬度，并将计算得到的经纬度数据发送至所述方案模拟服务器。
[0012]所述方案模拟服务器用以通过来自气象数据服务器、卫星路径计算服务器的相关数据信息，生成方案并将其发送至客户端。
[0013]一种用于模拟卫星发射方案的方法，包括以下步骤：S1、用户在客户端的可视化操作页面上选定发射地点、发射时间以及卫星装载车出发地点，并将选定后的信息发送到方案模拟服务器；S2、方案模拟服务器分别获取所述发射地点和发射时间的气象数据和卫星路径数据，经判断筛选出适合的发射时间和发射地点；S3、基于用户选定的装载车出发地点以及S2筛选出的适合的发射地点，方案模拟服务器通过GraphHopper路径规划算法，得到装载车队出发地点到所有适合的发射地点之间的最短路径；S4、方案模拟服务器判断S3所述最短路径所途经区域的气象数据与卫星过顶状态，筛选生成最终发射方案；S5、方案模拟服务器将S4生成的最终发射方案返回至客户端向用户展示。
[0014]进一步地，所述S1中，用户选定的相关数据信息与其在卫星地图上所在的位置被提前预设并储存于方案模拟服务器的数据库内。
[0015]进一步地，所述S2中，方案模拟服务器获取气象数据服务器的全部气象数据，根据发射地点的经纬度，判断该地点所在的气象ID区域，并根据该地区气象数据判断在发射时间点，该地区气象数据进而根据在所述发射时间点该区域的气象数据筛选出符合条件的发射地点；所述气象数据包括所述发射时间前24小时内全部区域的气象数据信息；进一步地，所述S2中，方案模拟服务器获取卫星路径计算服务器的卫星数据，根据发射时间、同样时间内经过该地区的卫星轨迹与卫星扫描半径，判断发射地点是否处于卫星过顶状态，筛选出非卫星过顶状态下的发射地点；所述卫星路径数据包括所述发射时间前指定的一段时间内、进入指定区域或全部区域的卫星路径数据。
[0016]进一步地，所述S4中，所述方案模拟服务器是通过逆向循环遍历OpenStreetMap路径节点列表，判断每一路径点的气象情况与卫星过顶状态，具体包括：S41、设置到达时间为发射时间点减发射过程所需时间，逆向判断每段路径；在整个逆向循环计算过程，每一层循环同时判断气象情况与卫星过顶状态；逆向循环的每一层循环根据该路径所在经纬度判断该位置气象情况，根据气象数
据增加每段路径所用耗时，并以此计算装载车队经过每一路径点的时间点；S42、设置递归算法，并采用两种方案规避卫星过顶的情况，方案包括使用规避手段与提前出发时间；在整个循环计算过程中，如果出现卫星过顶现象，则根据卫星数据中的卫星类型与卫星威胁等级，判断是否可通过规避手段隐蔽；如果是，则记录该段路径为使用规避手段规避卫星过顶路段并继续循环计算，如果未出现无法规避的卫星过顶情况，则视为该方案模拟完成；如果出现无法规避的情况，则递归该算法循环重新计算，通过提前出发时间来调整到达时间从而规避卫星过顶，该次递归算法中可以使用规避手段进行规避，如果再次出现无法规避的情况则再次递归，直到判断调整到达时间过长，则不再递归，视为该发射地点不推荐使用；S43、生成的方案会记录每次通过规避手段规避卫星过顶的事件，并记录提前到达时间。
[0017]本专利技术提供一种用于模拟卫星发射方案的模拟器及方法，该方法在模拟卫星的发射方案时，结合发射时间、发射地点、装载车出发地点以及各时间段的各地区气象数据信息和卫星数据信息，统一分析了路径规划与气象卫星的影响，在规避卫星过顶与恶劣天气的同时计算出装载车队出发地点到所有适合的发射地点之间的最短路径，同时分析气象数据对机动运输的影响，计算出机动运输耗时，确保生成最优方案。
具体实施方式
[0018]以下结合具体实施例对本专利技术的技术方案作进一步详细说明，以使本领域技术人员更加深入的理解本专利技术。
[0019]本实施例结合一套卫星的实际发射流程，通过本专利技术所提供的模拟器，完成方案模拟。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于模拟卫星发射方案的模拟器，其特征在于，包括客户端、与所述客户端互联的方案模拟服务器，以及分别与所述方案模拟服务器连接的气象数据服务器和卫星路径计算服务器；所述客户端具有可视化操作页面且所述可视化操作页面展示有OpenStreetMap地图文件所包含区域的卫星地图；所述气象数据服务器与预先配置于不同指定地区的多台气象监测设备通讯连接，用以获取不同指定地区的气象监测设备所监测到的一定时间段内的气象数据信息，并将监测到的气象数据信息发送至所述方案模拟服务器；所述卫星路径计算服务器用以通过卫星轨道六根数计算一定时间内所指定卫星在不同时刻的经纬度，并将计算得到的经纬度数据发送至所述方案模拟服务器；所述方案模拟服务器用以通过来自气象数据服务器、卫星路径计算服务器的相关数据信息，生成方案并将其发送至客户端。2.一种基于权利要求1所述模拟器实施的用于模拟卫星发射方案的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、用户在客户端的可视化操作页面上选定发射地点、发射时间以及卫星装载车出发地点，并将选定后的信息发送到方案模拟服务器；S2、方案模拟服务器分别获取所述发射地点和发射时间的气象数据和卫星路径数据，经判断筛选出适合的发射时间和发射地点；S3、基于用户选定的装载车出发地点以及S2筛选出的适合的发射地点，方案模拟服务器通过GraphHopper路径规划算法，得到装载车队出发地点到所有适合的发射地点之间的最短路径；S4、方案模拟服务器判断S3所述最短路径所途经区域的气象数据与卫星过顶状态，筛选生成最终发射方案；S5、方案模拟服务器将S4生成的最终发射方案返回至客户端向用户显示。3.如权利要求2所述的一种用于模拟卫星发射方案的方法，其特征在于，所述S1中，用户选定的相关数据信息与其在卫星地图上所在的位置被提前预设并储存于方案模拟服务器的数据库内。4.如权利要求2所述的一种用于模拟卫星发射方案的方法，其特征在于，所述S1中，用户选定的发射地点根据卫星地图被提前预设并储存于方案模拟服务器的数据库内。5.如权利要求2所述的一种用于模拟卫星发射方案的方法，其特征在于，所述S2中，所述方案模...

【专利技术属性】
技术研发人员：牟文青，王涛，杨斌，卢基，吴岩松，李广磊，
申请(专利权)人：山东捷瑞数字科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：