一种卫星星座分析方法技术

本发明专利技术提供一种卫星星座分析方法，涉及宇航仿真计算技术领域。本发明专利技术所述的卫星星座分析方法包括：获取多个卫星星座的分析任务；对卫星星座的分析任务进行轨道划分，得到多个临时分析任务；通过星座轨道优化算法对每个临时分析任务进行并行分析，得到对应的多个卫星星历数据；对所有卫星星历数据进行区域划分，得到区域划分数据；通过覆盖分析优化算法对每个区域划分数据进行并行分析，得到对应的卫星星座覆盖结果；根据所有卫星星座覆盖结果得到卫星星座分析结果。本发明专利技术所述的卫星星座分析方法，将大量的卫星星座分析任务通过星座轨道优化算法和覆盖分析优化算法进行并行分析，减少了在处理多卫星星座时的资源占用，提高了卫星星座分析速度。星座分析速度。星座分析速度。

【技术实现步骤摘要】
一种卫星星座分析方法


[0001]本专利技术涉及宇航仿真计算
，具体而言，涉及一种卫星星座分析方法。

技术介绍

[0002]卫星星座（Satellite constellation）指一组人造卫星作为一个整体系统，在一起协同工作，也称为分布式卫星系统（Distributed
‑
Satellite System, DSS）；在轨卫星星座的效能评估主要通过星上载荷（传感器）与地面目标（目标点或目标区域）之间的覆盖特性来进行分析。
[0003]在现有技术中，通常通过对卫星星座与目标进行整体可见性分析，针对目标的可访问时间的区间来依次进行可见性分析；当卫星星座包含的卫星数量过多时，卫星轨道计算量与可见性分析计算量成几何倍数增长，造成了星座分析资源占用过大、计算过程缓慢，计算时间过长等问题，这些问题对于提高卫星星座分析效能、对卫星星座进行优化设计产生了很大的影响。

技术实现思路

[0004]本专利技术解决的问题是如何提高卫星星座分析速度。
[0005]为解决上述问题，本专利技术提供一种卫星星座分析方法，包括：获取多个卫星星座的分析任务；对所述卫星星座的分析任务进行轨道划分，得到多个临时分析任务；通过星座轨道优化算法对每个所述临时分析任务进行并行分析，得到对应的多个卫星星历数据；对所有所述卫星星历数据进行区域划分，得到区域划分数据；通过覆盖分析优化算法对每个所述区域划分数据进行并行分析，得到对应的卫星星座覆盖结果；根据所有所述卫星星座覆盖结果得到卫星星座分析结果。
[0006]可选地，所述卫星星座分析方法，还包括：调用多个CPU，其中，每个所述CPU包括多个核心，按照时间片为多个所述核心分配多个所述临时分析任务，其中，每个所述时间片对应每个所述CPU的一个核心。
[0007]可选地，所述通过星座轨道优化算法对每个所述临时分析任务进行并行分析，得到对应的多个卫星星历数据，包括：获取种子卫星参数和星座参数；根据所述种子卫星参数和所述星座参数生成所有星座的卫星参数；设置仿真参数；根据所述仿真参数对所述所有星座的卫星参数进行分组并计算，得到卫星轨道数据；
根据所述卫星轨道数据，得到多个所述卫星星历数据。
[0008]可选地，所述通过覆盖分析优化算法对每个所述区域划分数据进行并行分析，得到对应的卫星星座覆盖结果，包括：根据所有所述卫星星历数据，得到卫星星座覆盖区域；将所述卫星星座覆盖区域划分多个网格，得到区域的划分数量；根据每个所述CPU的所有核心设置多个分组，得到当前环境CPU核心数，其中，每个所述CPU的每个核心与多个所述分组一一对应；根据所述区域的划分数量和所述当前环境所述CPU的所述核心的数量，将所有所述卫星星座覆盖区域计算任务分配到不同的所述CPU的所述核心中，并进行并行计算分析，得到对应的所述卫星星座覆盖结果。
[0009]可选地，所述根据所述仿真参数对所述所有星座的卫星参数进行分组并计算，得到卫星轨道数据，包括：根据仿真时长和仿真步长，设置仿真参数；根据所述仿真参数将所述所有星座的卫星参数进行分组，得到多个卫星轨道计算任务；通过所述核心对所述卫星轨道计算任务进行并行计算分析，得到卫星轨道数据。
[0010]可选地，所述通过所述核心对所述卫星轨道计算任务进行并行计算分析，得到卫星轨道数据，包括：多个所述核心分别处理各自卫星轨道计算任务得到卫星轨道计算结果；其中，一个所述核心对应处理一个卫星轨道计算任务；根据所述卫星轨道计算结果得到卫星轨道数据。
[0011]可选地，所述将所述卫星星座覆盖区域划分多个网格，得到区域的划分数量，包括：根据所述卫星星座覆盖区域的边界的顶点集合和所述网格的划分精度，通过三角剖分算法得到划分后的所述网格的网格点集合；将所述网格点集合划分为多个所述网格，得到区域的划分数量。
[0012]可选地，所述三角剖分算法包括：根据所述卫星星座覆盖区域，得到初始三角网格；根据所述卫星星座覆盖区域的边界曲线，生成边界点；将所述边界点插入所述初始三角网格中，根据Bowyer
‑
Watson算法，得到Delaunay三角网格；将所述边界点删除，得到全部所述边界点的Delaunay三角网格；根据预设条件，将三角形的中心点插入全部所述边界点的Delaunay三角网格，根据Bowyer
‑
Watson算法，得到新的Delaunay三角网格；当全部所述中心点全部插入所述全部所述边界点的Delaunay三角网格中时，得到所述卫星星座覆盖区域的完整Delaunay三角网格。
[0013]可选地，在所述得到所述卫星星座覆盖区域的完整Delaunay三角网格后，包括：判断所述Delaunay三角网格的每个三角形的边长是否大于预设网格划分边长；若所述三角形的边长小于所述预设网格划分精度，则将所述三角形添加到最终划
分结果得到最终划分结果集合；根据所述最终划分结果集合中的每个所述三角形的中心点，得到所述划分后的网格点集合；根据所述网格点集合得到所述并行计算分析的结果。
[0014]可选地，所述根据所述最终划分结果集合中的每个所述三角形的中心点，得到划分后的网格点集合，包括：根据网格点和卫星对象，构建连线对象；根据所述连线对象，得到临时可见时间段；根据地球天体，得到中心天体遮罩；通过所述中心天体遮罩对所述临时可见时间段进行预处理，得到目标可见时间段；根据预设约束条件和所述目标可见时间段，得到满足约束条件的目标可见时间段；根据所述满足约束条件的目标可见时间段，得到划分后的网格点集合。
[0015]本专利技术所述的卫星星座分析方法，通过将卫星星座分析任务分为多个子任务，并通过星座轨道优化算法对子任务进行同步运算，例如，由多个CPU核心分别进行各自任务的计算，并将结果进行输出后汇总，得到卫星星历数据；将卫星星历数据划分为多个子数据，通过覆盖分析优化算法对子数据进行同步运算，通过将覆盖计算的区域划分为多个小区域，针对每个小区域同步进行覆盖计算，最终根据整个计算结果，得到整个星座对其的覆盖特性数据，所有区域覆盖计算完成后最终得到卫星星座分析结果，对卫星星座的分析任务采用并行分析，减少了在处理多卫星星座时的资源占用，提高了卫星星座分析速度。
附图说明
[0016]图1为本专利技术实施例所述的卫星星座分析方法的流程图；图2为本专利技术实施例所述的卫星星座分析方法中的三角网格生成过程示意图；图3为本专利技术实施例所述的卫星星座分析方法中的三角网格生成过程示意图；图4为本专利技术实施例所述的卫星星座分析方法中的三角网格生成过程示意图；图5为本专利技术实施例所述的卫星星座分析方法中的三角网格生成过程示意图；图6为本专利技术实施例所述的卫星星座分析方法中的三角网格生成过程示意图。
具体实施方式
[0017]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施例做详细的说明。
[0018]图1为本实施例中卫星星座分析方法的流程示意图。应该理解的是，虽然图1的流程图中的各个步骤按照箭头的指本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种卫星星座分析方法，其特征在于，包括：获取多个卫星星座的分析任务；对所述分析任务进行轨道划分，得到多个临时分析任务；通过星座轨道优化算法对每个所述临时分析任务进行并行分析，得到对应的卫星星历数据；对所有所述卫星星历数据进行区域划分，得到区域划分数据；通过覆盖分析优化算法对每个所述区域划分数据进行并行分析，得到对应的卫星星座覆盖结果；根据所有所述卫星星座覆盖结果得到卫星星座分析结果。2.根据权利要求1所述的卫星星座分析方法，其特征在于，还包括：调用多个CPU，其中，每个所述CPU包括多个核心，按照时间片为多个所述核心分配多个所述临时分析任务，其中，每个所述时间片对应每个所述CPU的一个核心。3.根据权利要求2所述的卫星星座分析方法，其特征在于，所述通过星座轨道优化算法对每个所述临时分析任务进行并行分析，得到对应的多个卫星星历数据，包括：获取种子卫星参数和星座参数；根据所述种子卫星参数和所述星座参数生成所有星座的卫星参数；设置仿真参数；根据所述仿真参数对所述所有星座的卫星参数进行分组并计算，得到卫星轨道数据；根据所述卫星轨道数据，得到多个所述卫星星历数据。4.根据权利要求3所述的卫星星座分析方法，其特征在于，所述通过覆盖分析优化算法对每个所述区域划分数据进行并行分析，得到对应的所述卫星星座覆盖结果，包括：根据所有所述卫星星历数据，得到卫星星座覆盖区域；将所述卫星星座覆盖区域划分多个网格，得到区域的划分数量；根据每个所述CPU的所有核心设置多个分组，得到当前环境CPU核心数，其中，每个所述CPU的每个核心与多个所述分组一一对应；根据所述区域的划分数量和所述当前环境所述CPU的所述核心的数量，将所有所述卫星星座覆盖区域计算任务分配到不同的所述CPU的所述核心中，并进行并行计算分析，得到对应的所述卫星星座覆盖结果。5.根据权利要求3所述的卫星星座分析方法，其特征在于，所述根据所述仿真参数对所述所有星座的卫星参数进行分组并计算，得到卫星轨道数据，包括：根据仿真时长和仿真步长，设置仿真参数；根据所述仿真参数将所述所有星座的卫星参数进行分组，得到多个卫星轨道计算任务；通过所述核心对所述卫星轨道计算任务进行并行计算分析，得到卫星轨道数据。6.根据权利要求5所述的卫星星座分析方法，其特征在于，所述通过所述核心对所述卫星轨道计算任务进行并行计算分析，得到卫星轨道数据，包括：多个所述核...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁枫，梁苏南，刘帅，王齐惠，
申请(专利权)人：北京宏宇航天技术有限公司，
类型：发明
国别省市：