一种卫星对地观测过顶时刻快速高精度计算方法技术

本发明专利技术的一种卫星对地观测过顶时刻快速高精度计算方法，计算多个时间点处的卫星轨道根数和星下点与目标点的地面距离；对比相邻时间点处星下点与目标点的地面距离，得到所有存在地面距离极小值点的区间；在各区间内采用一维搜索算法求解星下点与目标点地面距离的极小值和对应的时刻；若某个区间内的地面距离极小值小于等于卫星对地观测的等效幅宽，则相应时刻为卫星观测目标的过顶时刻；对所有过顶时刻按时间先后次序排序，得到指定时段内卫星观测地面目标的所有过顶时刻；本发明专利技术首先查找过顶时刻可能区间，利用一维搜索算法在较小区间内精确获得过顶时刻，避免了对过顶时刻的大范围重复搜索计算，具备计算速度快、计算精度高、适应度广的优点。适应度广的优点。适应度广的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种卫星对地观测过顶时刻快速高精度计算方法


[0001]本专利技术属于航天导航
，具体涉及一种卫星对地观测过顶时刻快速高精度计算方法。

技术介绍

[0002]在进行卫星对地观测任务规划时，需要计算卫星对地面目标的可见弧段，从而决定卫星在哪一弧段内可以对特定地面目标进行观测，而在可见弧段中卫星对地面目标的过顶时刻，卫星与目标距离最近，观测效果最好。在通常的多卫星多地面目标观测任务规划时，对任一卫星和任一地面目标的均需计算过顶时刻，而卫星和地面目标的组合数常常在数千组量级，这导致过顶时刻计算的效率至关重要；另一方面，因卫星运动速度很快，对某一地面目标的最佳观测时机稍纵即逝，这导致过顶时刻的计算精度同样重要。现有卫星对地观测过顶时刻计算方法要么采用高精度轨道外推模型，从大步长不断减小到小步长进行搜索，精度高但计算速度很慢；要么采用解析模型进行计算，但与卫星的真实轨道偏差过大，精度不足以用于真实的观测任务规划，其结果仅能在卫星轨道初始设计阶段作为参考。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种卫星对地观测过顶时刻快速本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种卫星对地观测过顶时刻快速高精度计算方法，其特征在于，具体按以下步骤实施：步骤1，记计算时间区间为[t0,t
f
]，按次序计算并记录t0‑
60s、从t0至t
f
以Δt为间隔的时间点和t
f
+60s处的卫星轨道历元根数E
i
及星下点与目标点的地面距离L
i
，i＝1,2,L,n；步骤2，选取k＝2,3,L,n
‑
1，若L
k
‑1＞L
k
＜L
k+1
，记录L存在极小值的区间[E
k
‑1,E
k+1
]，若t
k
‑1＜t0，用E
k
代替E
k
‑1，若t
k+1
＞t
f
，用E
k
代替E
k+1
；选取k＝3,4,L,n
‑
1，若L
k
‑1＝L
k
且L
k
‑1≤L
k
‑2且L
k
≤L
k+1
，记录L存在极小值的区间[E
k
‑1,E
k
]；将以上所有区间记为步骤3，选取i＝1,2,L,m，以为轨道初始根数，星下点与目标点地面距离仅与时间相关，采用一维搜索算法求解并记录区间内星下点与目标点地面距离极小值和对应的时刻步骤4，选取i＝1,2,L,m，若小于等于卫星对地观测的等效半幅宽W
eq
，则时刻为卫星可观测目标的过顶时刻，记所有可观测过顶时刻为步骤5，按时间先后次序对进行排序，获得按时间排序的卫星对地面目标观测过顶时刻2.根据权利要求1所述的一种卫星对地观测过顶时刻快速高精度计算方法，其特征在于，所述Δt范围为0＜Δt≤P/2，P为卫星轨道周期，优选的，对于高精确动力学模型，为减少后续局部优化时的轨道外推耗时，Δt取为1分钟，对于简化动力学模型，轨道外推耗时很少，为减少时...

【专利技术属性】
技术研发人员：李昭，张天骄，李恒年，伍升钢，沈红新，李勇，李建辉，姜春生，
申请(专利权)人：中国西安卫星测控中心，
类型：发明
国别省市：