【技术实现步骤摘要】
低轨巨型星座偏差演化分析方法及装置
[0001]本专利技术涉及卫星
，特别是涉及一种低轨巨型星座偏差演化分析方法及装置。
技术介绍
[0002]随着卫星小型化、轻量化与一箭多星技术的发展，在低轨空间建立巨型星座成为一大趋势。进而带来的星座运行安全问题备受人们关注，天体中任一微小碰撞都有可能引起灾难性的级联碰撞。受到复杂摄动的影响，由于测量数据、动力学模型、求解算法和执行机构上误差的存在，在测量星座相位可能会出现发散。因此需要对星座在轨道运行时进行分析研究，例如分析研究星座构型的偏差演化。
[0003]在相关技术中，对于一般随机动力轨道系统，概率密度随时间的演化方程满足Fokker
‑
Planck方程，而对于维数较高且具有非线性摄动的轨道动力学系统(一般为6维)，Fokker
‑
Planck方程求解会变得十分困难，因此概率密度演化往往需要进行局部线性化假设，并仅对低阶矩(如均值和协方差矩阵)进行演化分析。轨道动力学的偏差演化中，同行假设初始误差是高斯分布的，高斯误差椭球随时间而旋转扭曲，并由动力学中的非线性因素而可能变得非高斯化。目前主要的偏差演化方法有多项式混沌展开法、状态转移张量法、微分代数法、混合高斯模型法等。
[0004]然而相关技术中，对星座偏差演化的过程计算复杂，计算量较大，使得分析效率低。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术提供了一种低轨巨型星座偏差演化分析方法及装置，旨在简化演化分析过程，提高演化分析效率，具体技术方案如下：>[0006]在本专利技术实施例的第一方面，提供一种低轨巨型星座偏差演化分析方法，获取目标摄动；基于半分析算法，根据所述目标摄动创建星座动力学模型，其中，所述星座动力学模型的参数包括平根数，所述星座动力学模型用于表征星座的运动状态；获取待分析星座的N个初始平根数，并将所述N个初始平根数输入所述星座动力学模型；获得所述星座动力学模型输出的所述N个初始平根数各自对应的待分析平根数，得到N个待分析平根数；基于Monte Carlo算法，将所述N个待分析平根数拟合出目标曲面；根据所述目标曲面对待分析星座的运动状态进行演化分析，其中，所述待分析星座为处于低轨道的卫星。
[0007]可选地，所述获取目标摄动，包括：获取地球非球形引力摄动，以及获取大气阻力摄动。
[0008]可选地，所述获取地球非球形引力摄动，包括：获取所述地球非球形引力摄动的一阶长期项以及所述地球非球形引力摄动的二阶长期项。
[0009]可选地，所述获取大气阻力摄动，还包括：获取所述大气阻力摄动的长期项。
[0010]可选地，所述基于Monte Carlo算法，将所述N个待分析平根数拟合出目标曲面，包括：基于所述Monte Carlo算法，将所述N个待分析平根数拟合出中间曲面；采用最小二乘法对所述中间曲面进行拟合，获得所述目标曲面。
[0011]可选地，所述待分析星座包括第一待分析星座和与所述第一待分析星座处于同轨道面的第二待分析星座，所述第一待分析星座和所述第二待分析星座两者间存在相位差且两者的实际平根数相同，将所述第一待分析星座作为基准星座，所述获取待分析星座的N个初始平根数，包括：获取所述第一待分析星座的实际平根数以及所述第二待分析星座的实际平根数；通过Brouwer平瞬转换算法，将实际平根数转化为实际瞬根数，其中，所述实际瞬根数包括所述待分析星座运行时间以及所述第一待分析星座和所述第二待分析星座之间的目标标准差；根据所述目标标准差和所述实际瞬根数获得偏差瞬根数，其中，所述目标标准差包括所述第一待分析星座和所述第二待分析星座之间的位置标准差和/或所述第一待分析星座和所述第二待分析星座之间的速度标准差；根据所述偏差瞬根数生成瞬根数正态分布关系，其中，所述瞬根数正态分布关系表征所述待分析星座运行时间和所述目标标准差之间的对应关系；从所述正态分布关系中获取N个偏差瞬根数；根据所述Brouwer平瞬转换算法，将所述N个偏差瞬根数转化为所述N个初始平根数。
[0012]可选地，根据所述Brouwer平瞬转换算法，将所述N个偏差瞬根数转化为所述N个初始平根数，包括：获取所述地球非球形引力摄动的一阶周期项，以及获取坐标系附加摄动项；基于所述Brouwer平瞬转换算法，根据所述地球非球形引力摄动的一阶长期项、所述地球非球形引力摄动的二阶长期项、所述地球非球形引力摄动的一阶周期项、所述大气阻力摄动的长期项、所述坐标系附加摄动项以及所述N个偏差瞬根数，获得所述N个初始平根数。
[0013]可选地，所述目标标准差包括位置标准差和/或速度标准差。
[0014]可选地，所述目标标准差还包括相位标准差。
[0015]在本专利技术实施例的第一方面，提供一种低轨巨型星座偏差演化分析装置，低轨巨型星座偏差演化分析装置包括：获取模块，用于获取目标摄动；创建模块，用于基于半分析算法，根据所述目标摄动创建星座动力学模型，其中，所述星座动力学模型的参数包括平根数，所述星座动力学模型用于表征星座的运动状态；输入模块，用于获取待分析星座的N个初始平根数，并将所述N个初始平根数输入所述星座动力学模型；输出模块，用于获得所述星座动力学模型输出的所述N个初始平根数各自对应的待分析平根数，得到N个待分析平根数；拟合模块，用于基于Monte Carlo算法，将所述N个待分析平根数拟合出目标曲面；分析模块，用于根据所述目标曲面对待分析星座的运动状态进行演化分析，其中，所述待分析星座为处于低轨道的卫星。
[0016]与现有技术相比，本专利技术提供了一种低轨巨型星座偏差演化分析方法及装置，具备以下有益效果：
[0017]先获取目标摄动；再基于半分析算法，根据目标摄动创建星座动力学模型，其中，星座动力学模型的参数包括平根数，星座动力学模型用于表征星座的运动状态；获取待分析星座的N个初始平根数，并将N个初始平根数输入星座动力学模型；获得星座动力学模型输出的N个初始平根数各自对应的待分析平根数，得到N个待分析平根数；基于Monte Carlo算法，将N个待分析平根数拟合出目标曲面；根据目标曲面对待分析星座的运动状态进行演化分析，其中，待分析星座为处于低轨道的卫星，由于半分析算法具有较高的计算效率，因此可以快速获得星座动力学模型，并且Monte Carlo算法不需要对获得的星座动力学模型进行操作、处理，通过Monte Carlo算法可以直接生成目标曲面，简单易行，结合半分析算法和Monte Carlo算法对卫星进行演化分析，提升了演化分析的效率。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，以下描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
[0019]图1示出了本申请一实施例提供的低轨巨型星座偏差演化分析方法的流程图；
[0020]图2示出了本申请图1中步骤S1本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种低轨巨型星座偏差演化分析方法，其特征在于，所述方法包括：获取目标摄动；基于半分析算法，根据所述目标摄动创建星座动力学模型，其中，所述星座动力学模型的参数包括平根数，所述星座动力学模型用于表征星座的运动状态；获取待分析星座的N个初始平根数，并将所述N个初始平根数输入所述星座动力学模型；获得所述星座动力学模型输出的所述N个初始平根数各自对应的待分析平根数，得到N个待分析平根数；基于Monte Carlo算法，将所述N个待分析平根数拟合出目标曲面；根据所述目标曲面对待分析星座的运动状态进行演化分析，其中，所述待分析星座为处于低轨道的卫星。2.根据权利要求1所述的低轨巨型星座偏差演化分析方法，其特征在于，所述获取目标摄动，包括：获取地球非球形引力摄动，以及获取大气阻力摄动。3.根据权利要求2所述的低轨巨型星座偏差演化分析方法，其特征在于，所述获取地球非球形引力摄动，包括：获取所述地球非球形引力摄动的一阶长期项以及所述地球非球形引力摄动的二阶长期项。4.根据权利要求3所述的低轨巨型星座偏差演化分析方法，其特征在于，所述获取大气阻力摄动，还包括：获取所述大气阻力摄动的长期项。5.根据权利要求4所述的低轨巨型星座偏差演化分析方法，其特征在于，所述待分析星座包括第一待分析星座和与所述第一待分析星座处于同轨道面的第二待分析星座，所述第一待分析星座和所述第二待分析星座两者间存在相位差且两者的实际平根数相同，将所述第一待分析星座作为基准星座，所述获取待分析星座的N个初始平根数，包括：获取所述第一待分析星座的实际平根数以及所述第二待分析星座的实际平根数；通过Brouwer平瞬转换算法，将实际平根数转化为实际瞬根数，其中，所述实际瞬根数包括所述待分析星座运行时间以及所述第一待分析星座和所述第二待分析星座之间的目标标准差；根据所述目标标准差和所述实际瞬根数获得偏差瞬根数，其中，所述目标标准差包括所述第一待分析星座和所述第二待分析星座之间的位置标准差和/或所述第一待分析星座和所述第二待分析星座之间的速度标准差；根据所述偏差瞬根数生成瞬根数正态分布关系，其中，所述瞬根数正态分布关系表征所述待分析星座...
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