本发明专利技术提供一种赤经赤纬计算方法、装置、设备及介质，涉及航空航天技术领域，方法包括：获取空间目标在地球惯性坐标系下指定时刻的位置和速度；根据空间目标指定时刻的位置和速度计算空间目标的轨道倾角和升交点赤经；根据空间目标的轨道倾角和升交点赤经，计算在欧拉角为零的情况下空间目标轨道面中心指向对应的第一赤经和第一赤纬；定义准惯性坐标系，计算在欧拉角为零的情况下欧拉角在方位向的第一偏移量和俯仰向的第二偏移量；根据第一赤经、第一赤纬和第一偏移量、第二偏移量计算观测指向的第二赤经和第二赤纬。该方法可以快速准确地由相机欧拉角计算观测指向的赤经和赤纬，且充分考虑多种旋转顺序，使用范围广，适用性强。性强。性强。
【技术实现步骤摘要】
赤经赤纬计算方法、装置、设备及介质
[0001]本专利技术涉及航空航天
，尤其涉及一种赤经赤纬计算方法、装置、设备及介质。
技术介绍
[0002]近年来，随着全球航天事业的发展越来越多的航天器被送入太空。根据统计模型估计，目前在轨的大小超过10 cm的碎片约为34000个，大小在1 cm至10 cm之间的碎片个数超过100万个，不断增多的航天器和空间碎片使得地球轨道资源拥挤不堪，对在轨航天器的安全运行产生威胁。例如，尺寸在厘米级及以上的空间碎片撞击，可导致航天器穿孔甚至解体，直至彻底损坏。
[0003]为了能够及时发现这些潜在的威胁，天基空间监视（Space
‑
Based Space Surveillance，SBSS）系统卫星应运而生。该卫星运行在太阳同步轨道，利用搭载的光学传感器对地球同步的空间目标进行观测。然而，在进行太阳同步轨道装备论证、仿真、任务规划等时，经常需要根据相机初始指向计算观测指向的赤经、赤纬。因此，如何对运行在太阳同步轨道的卫星，快速准确地由相机的初始指向计算得到观测方向的赤经、赤纬，是本领域技术人员亟需解决的技术问题。
技术实现思路
[0004]鉴于上述技术问题，本专利技术第一方面提供一种赤经赤纬计算方法，包括：获取空间目标在地球惯性坐标系下指定时刻的位置和速度；根据空间目标指定时刻的位置和速度计算空间目标的轨道倾角和升交点赤经；根据空间目标的轨道倾角和升交点赤经，计算在欧拉角为零的情况下空间目标轨道面中心指向对应的第一赤经和第一赤纬；定义准惯性坐标系，计算在初始指向欧拉角为零的情况下欧拉角在方位向的第一偏移量和俯仰向的第二偏移量；根据第一赤经、第一赤纬和第一偏移量、第二偏移量计算观测指向的第二赤经和第二赤纬。
[0005]根据本专利技术的实施例，根据空间目标指定时刻的位置和速度计算空间目标的轨道倾角和升交点赤经，具体包括：根据空间目标指定时刻的位置和速度计算空间目标的角动量；根据角动量计算空间目标的轨道倾角；计算角动量在地球惯性坐标系下的投影；根据投影计算空间目标的升交点赤经。
[0006]根据本专利技术的实施例，根据计算轨道倾角i； 根据
计算升交点赤经Ω；其中，为角动量，为位置对应的位置矢量，为速度对应的速度矢量，h
Z
为角动量在地球惯性坐标系Z轴方向上投影； 为地球惯性坐标系X轴方向上的单位矢量，为角动量与地球惯性坐标系X轴方向上的单位矢量的叉乘结果，n
X
为在地球惯性坐标系X轴方向上投影。
[0007]根据本专利技术的实施例，根据空间目标的轨道倾角和升交点赤经，计算在欧拉角为零的情况下空间目标轨道面中心指向对应的第一赤经和第一赤纬，具体包括：根据计算第一赤经RA
P
；根据计算第一赤纬Dec
P
；其中，i为轨道倾角，Ω为升交点赤经。
[0008]根据本专利技术的实施例，准惯性坐标系的原点为地球圆心，X轴正方向为与轨道面垂直且与地球惯性坐标系的X轴在轨道面同侧的方向，Y轴正方向为以由地心指向升交点赤经的方向，Z轴在轨道面上且Z轴正方向与X轴正方向和Y轴正方向满足右手定则。
[0009]根据本专利技术的实施例，计算在初始指向的欧拉角为零的情况下欧拉角在方位向的第一偏移量和俯仰向的第二偏移量，具体包括：获取准惯性坐标系下相机初始观测指向对应的单位基向量；确定欧拉角当前的旋转顺序，根据欧拉角及旋转顺序计算欧拉角对应的旋转矩阵；根据相机初始观测指向对应的单位基向量和旋转矩阵计算初始观测指向旋转后的观测指向；根据观测指向计算欧拉角在方位向的第一偏移量和俯仰向的第二偏移量。
[0010]根据本专利技术的实施例，根据第一赤经、第一赤纬和第一偏移量、第二偏移量计算观测指向的第而赤经和第二赤纬，具体包括：根据计算第二赤纬Dec；根据计算第二赤经RA；其中，b
X
、b
Y
、b
Z
分别为相机旋转后的观测指向在准惯性坐标系的X轴、Y轴、Z轴方向上的投影，RA
P
为第一赤经，Dec
P
为第一赤纬。
[0011]本专利技术第二提供一种赤经赤纬计算装置，包括：获取模块，用于获取空间目标在地球惯性坐标系下指定时刻的位置和速度；第一计算模块，用于根据空间目标指定时刻的位置和速度计算空间目标的轨道倾角和升交点赤经；第二计算模块，用于根据空间目标的轨道倾角和升交点赤经，计算在欧拉角为零的情况下空间目标轨道面中心指向对应的第一赤经和第一赤纬；第三计算模块，用于定义准惯性坐标系，计算在初始指向的欧拉角为零的情
况下欧拉角在方位向的第一偏移量和俯仰向的第二偏移量；第四计算模块，用于根据第一赤经、第一赤纬和第一偏移量、第二偏移量计算观测指向的第二赤经和第二赤纬。
[0012]本专利技术第三方面提供一种电子设备，包括：一个或多个处理器；存储器，用于存储一个或多个程序，其中，当一个或多个程序被一个或多个处理器执行时，使得一个或多个处理器实现上述方法。
[0013]本专利技术第四方面提供一种计算机可读存储介质，其上存储有可执行指令，该指令被处理器执行时使处理器实现上述方法。根据本专利技术实施例提供的赤经赤纬计算方法、装置设备及介质，能够实现以下技术效果：通过定义准惯性坐标系，在准惯性坐标系的定向模式下，能够快速准确地计算相机初始指向的欧拉角在方位向的第一偏移量和俯仰向的第二偏移量，再结合基于空间目标位置和速度计算的轨道面中心指向的赤经和赤纬，快速准确地得到观测指向的赤经和赤纬，进而能够很好地应用于太阳同步轨道装备论证、仿真、任务规划等。
[0014]并且，该计算方法可以通过旋转欧拉角不同的旋转顺序确定不同的旋转矩阵对欧拉角在方位向的偏移量和俯仰向的偏移量进行计算，能够充分考虑航空航天工程的多种旋转顺序，使用范围广，适用性强。此外，兼容性好、计算复杂度低，运行速度快，算法简单，易于工程实现。
附图说明
[0015]通过以下参照附图对本专利技术实施例的描述，本专利技术的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：图1示意性示出了根据本专利技术实施例的赤经赤纬计算方法的流程图。
[0016]图2示意性示出了根据本专利技术实施例的准惯性定向模式下工作的太阳同步轨道卫星坐标系定义图。
[0017]图3示意性示出了根据本专利技术实施例的赤经赤纬计算装置的框图。
[0018]图4示意性示出了根据本专利技术实施例的适于实现上文描述的方法的电子设备的框图。
具体实施方式
[0019]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术进一步详细说明。显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0020]在此使用的术语仅仅是为了描述具体实施例，而并非意在限制本专利技术。在此使用的术语“包括”、“包含”等表明了所述特征、步骤、操作本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种赤经赤纬计算方法，其特征在于，包括：获取空间目标在地球惯性坐标系下指定时刻的位置和速度；根据所述空间目标指定时刻的位置和速度计算所述空间目标的轨道倾角和升交点赤经；根据所述空间目标的轨道倾角和升交点赤经，计算在初始指向的欧拉角为零的情况下所述空间目标轨道面中心指向对应的第一赤经和第一赤纬；定义准惯性坐标系，计算在欧拉角为零的情况下所述欧拉角在方位向的第一偏移量和俯仰向的第二偏移量；根据所述第一赤经、所述第一赤纬和所述第一偏移量、所述第二偏移量计算观测指向的第二赤经和第二赤纬。2.根据权利要求1所述的赤经赤纬计算方法，其特征在于，所述根据所述空间目标指定时刻的位置和速度计算所述空间目标的轨道倾角和升交点赤经，具体包括：根据所述空间目标指定时刻的位置和速度计算所述空间目标的角动量；根据所述角动量计算所述空间目标的轨道倾角；计算所述角动量在所述地球惯性坐标系下的投影；根据所述投影计算所述空间目标的升交点赤经。3.根据权利要求2所述的赤经赤纬计算方法，其特征在于，根据计算所述轨道倾角i；根据计算所述升交点赤经Ω；其中，为所述角动量，为所述位置对应的位置矢量，为所述速度对应的速度矢量，h
Z
为所述角动量在地球惯性坐标系Z轴方向上投影；为所述地球惯性坐标系X轴方向上的单位矢量，为所述角动量与所述地球惯性坐标系X轴方向上的单位矢量的叉乘结果，n
X
为在地球惯性坐标系X轴方向上投影。4.根据权利要求1所述的赤经赤纬计算方法，其特征在于，所述根据所述空间目标的轨道倾角和升交点赤经，计算在欧拉角为零的情况下所述空间目标轨道面中心指向对应的第一赤经和第一赤纬，具体包括：根据计算所述第一赤经RA
P
；
根据计算所述第一赤纬Dec
P
；其中，i为轨道倾角，Ω为升交点赤经。5.根据权利要求1所述的赤经赤纬计算方法，其特征在于，所述准惯性坐标系的原点为地球圆心，X轴正方向为与轨道面垂直且与地球惯性坐标系的X轴在所述轨道面同侧的方向，Y轴正方向为以由地心指向升交点赤经的方向，Z轴在所述轨道面上且Z轴正方向与X轴正方向和Y轴正方向满足右手定则。6.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：吕鹏，胡玉新，闫国刚，刘玲玲，丁昊，李朋远，黄剑，苑刚，
申请(专利权)人：中国科学院空天信息创新研究院，
类型：发明
国别省市：
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