一种地球轨道航天器粒子辐射环境的计算方法及设备技术

本申请涉及航空航天技术领域，尤其涉及一种地球轨道航天器粒子辐射环境的计算方法及设备，方法包括：确定目标位置和可监测位置处于平静环境状态下的带电粒子积分通量；获取可监测位置当前环境状态下的实时带电粒子监测数据；计算可监测位置当前环境状态下的实时带电粒子监测数据与平静环境状态下的带电粒子积分通量的实时相对变化量；当前环境状态为扰动环境状态或平静环境状态；根据目标位置处于平静环境状态下的带电粒子积分通量和实时相对变化量，得到目标位置的实时带电粒子积分通量。量。量。

【技术实现步骤摘要】
一种地球轨道航天器粒子辐射环境的计算方法及设备


[0001]本申请涉及航空航天
，尤其涉及一种地球轨道航天器粒子辐射环境的计算方法及设备。

技术介绍

[0002]随着科学技术的发展，越来越多的航天器进入太空，太空中的各种突发事件会对航天器造成严重影响，其中高能粒子事件引起辐射环境变化是航天器故障的重要组成部分。当太空中发生高能粒子事件时，航天器轨道上的高能带电粒子突然增强，会给在轨航天器的安全运行带来巨大威胁。当高能粒子通过卫星屏蔽进入单机器件时，可能会发生电离剂量、位移损伤、深层充放电等效应，使航天器产生电磁干扰、主备切换、假指令、闩锁和器件烧毁等事件，从而严重影响卫星业务或寿命。
[0003]由于地磁场对高能带电粒子的屏蔽作用，不同轨道的航天器受到的影响大不相同。高轨道距离地球较远，地磁场屏蔽作用微弱，高能粒子事件对它的影响通常比较严重；低轨道距离地球相对较近，地磁场将绝大多数太阳爆发的粒子阻挡在外，高能粒子事件的影响相对较小。实时了解不同轨道航天器辐射环境状态，及时应对灾害性环境事件，减少或规避不必要的经济损失，对航天器的在轨安全保障至关重要。为监测太空粒子辐射环境，国内外相继发射了多颗搭载粒子探测器的卫星，但这些粒子探测数据只表征卫星轨迹位置的粒子辐射情况，对于未搭载粒子探测器的卫星辐射环境处于未知状态，其遭受的粒子辐射风险也无从得知。
[0004]为了计算得到不同轨道的卫星辐射环境，现有技术中提供了多种模型，包括：银河宇宙线模型、太阳质子事件模型和地球辐射带模型。这些模型大部分是根据运行在某个或某几个轨道卫星的监测数据开发得到的平均状态模型或典型事件模型，其得到的不同轨道的卫星辐射环境不具备实时性，所以具有一定的局限性。

技术实现思路

[0005]为至少在一定程度上克服相关技术中通过模型计算不同轨道的卫星辐射环境不具备实时性的问题，本申请提供一种地球轨道航天器粒子辐射环境的计算方法及设备。
[0006]本申请的方案如下：根据本申请实施例的第一方面，提供一种地球轨道航天器粒子辐射环境的计算方法，包括：确定目标位置和可监测位置处于平静环境状态下的带电粒子积分通量；获取可监测位置当前环境状态下的实时带电粒子监测数据；计算可监测位置当前环境状态下的实时带电粒子监测数据与平静环境状态下的带电粒子积分通量的实时相对变化量；所述当前环境状态为扰动环境状态或平静环境状态；根据目标位置处于平静环境状态下的带电粒子积分通量和所述实时相对变化量，
得到目标位置的实时带电粒子积分通量。
[0007]优选地，所述方法还包括：确定所述目标位置的轨道高度；若所述目标位置的轨道高度为中高轨道，则确定目标位置和可监测位置处于平静环境状态下的电子积分通量；若所述目标位置的轨道高度为低轨道，则确定目标位置和可监测位置处于平静环境状态下的质子积分通量。
[0008]优选地，所述确定目标位置和可监测位置处于平静环境状态下的电子积分通量，包括：确定所述目标位置的所处轨道；若所述目标位置的所处轨道为GEO（The geostationary orbit，地球静止轨道）轨道，则根据GEO轨道的历史监测数据，统计得到平静环境状态下的GEO轨道的地方时分布特征，得到目标位置和可监测位置处于平静环境状态下的电子积分通量；若所述目标位置的所处轨道为IGSO（Inclined GeoSynchronous Orbit，倾斜地球同步轨道）轨道或MEO（Medium orbit earth satellite，地球中轨道）轨道，则基于预设地球辐射带静态模型得到目标位置和可监测位置处于平静环境状态下的电子积分通量。
[0009]优选地，若所述目标位置的轨道高度为中高轨道，所述根据目标位置处于平静环境状态下的带电粒子积分通量和所述实时相对变化量，得到目标位置的实时带电粒子积分通量，包括：将目标位置处于平静环境状态下的电子积分通量和所述实时相对变化量相加，得到目标位置的实时电子积分通量。
[0010]优选地，若所述目标位置的轨道高度为低轨道，所述方法还包括：根据GEO轨道实时质子监测数据判断是否发生太阳质子事件。
[0011]优选地，所述确定目标位置和可监测位置处于平静环境状态下的质子积分通量，包括：基于预设地球辐射带静态模型得到目标位置的地球辐射带贡献质子积分通量；基于太阳质子事件模型得到目标位置的太阳质子事件贡献质子积分通量；将目标位置的地球辐射带和太阳质子事件贡献质子积分通量进行相加，得到目标位置处于平静环境状态下的质子积分通量；对可监测位置的历史质子积分通量监测数据进行统计，得到可监测位置处于平静环境状态下的质子积分通量。
[0012]优选地，根据目标位置处于平静环境状态下的质子积分通量和所述实时相对变化量，得到目标位置的实时质子积分通量，包括：若未发生太阳质子事件时，将目标位置处于平静环境状态下的质子积分通量作为目标位置的实时质子积分通量；若发生太阳质子事件时，将目标位置处于平静环境状态下的质子积分通量与所述实时相对变化量进行相加，得到目标位置的实时质子积分通量。
[0013]优选地，若所述目标位置的轨道高度为中高轨道，所述获取可监测位置当前环境状态下的实时带电粒子监测数据，包括：
获取可监测位置当前环境状态下的GEO轨道实时电子监测数据；若所述目标位置的轨道高度为低轨道，获取可监测位置当前环境状态下的实时GEO轨道质子监测数据。
[0014]优选地，计算可监测位置当前环境状态下的实时带电粒子监测数据与平静环境状态下的带电粒子积分通量的实时相对变化量，包括：计算可监测位置当前环境状态下的实时带电粒子监测数据与平静环境状态下的带电粒子积分通量的差值作为所述实时相对变化量。
[0015]根据本申请实施例的第二方面，提供一种地球轨道航天器粒子辐射环境的计算设备，包括：处理器和存储器；所述处理器与存储器通过通信总线相连接：其中，所述处理器，用于调用并执行所述存储器中存储的程序；所述存储器，用于存储程序，所述程序至少用于执行如以上任一项所述的一种地球轨道航天器粒子辐射环境的计算方法。
[0016]本申请提供的技术方案可以包括以下有益效果：本申请中的地球轨道航天器粒子辐射环境的计算方法，包括：确定目标位置和可监测位置处于平静环境状态下的带电粒子积分通量；获取可监测位置当前环境状态下的实时带电粒子监测数据；计算可监测位置当前环境状态下的实时带电粒子监测数据与平静环境状态下的带电粒子积分通量的实时相对变化量；当前环境状态为扰动环境状态或平静环境状态；根据目标位置处于平静环境状态下的带电粒子积分通量和实时相对变化量，得到目标位置的实时带电粒子积分通量。本申请中的技术方案，首先基于可监测位置的实时带电粒子监测数据确定其相较于平静环境状态下的实时相对变化量，由于地球辐射带中大部分位置的当前环境状态相对于平静环境状态的相对变化量基本一致，所以可以通过目标位置处于平静环境状态下的带电粒子积分通量和实时相对变化量，得到目标位置的实时带电粒子积分通量。
[0017]应当理解的是本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种地球轨道航天器粒子辐射环境的计算方法，其特征在于，包括：确定目标位置和可监测位置处于平静环境状态下的带电粒子积分通量；获取可监测位置当前环境状态下的实时带电粒子监测数据；计算可监测位置当前环境状态下的实时带电粒子监测数据与平静环境状态下的带电粒子积分通量的实时相对变化量；所述当前环境状态为扰动环境状态或平静环境状态；根据目标位置处于平静环境状态下的带电粒子积分通量和所述实时相对变化量，得到目标位置的实时带电粒子积分通量。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：确定所述目标位置的轨道高度；若所述目标位置的轨道高度为中高轨道，则确定目标位置和可监测位置处于平静环境状态下的电子积分通量；若所述目标位置的轨道高度为低轨道，则确定目标位置和可监测位置处于平静环境状态下的质子积分通量。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述确定目标位置和可监测位置处于平静环境状态下的电子积分通量，包括：确定所述目标位置的所处轨道；若所述目标位置的所处轨道为GEO轨道，则根据GEO轨道的历史监测数据，统计得到平静环境状态下的GEO轨道的地方时分布特征，得到目标位置和可监测位置处于平静环境状态下的电子积分通量；若所述目标位置的所处轨道为IGSO轨道或MEO轨道，则基于预设地球辐射带静态模型得到目标位置和可监测位置处于平静环境状态下的电子积分通量。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，若所述目标位置的轨道高度为中高轨道，所述根据目标位置处于平静环境状态下的带电粒子积分通量和所述实时相对变化量，得到目标位置的实时带电粒子积分通量，包括：将目标位置处于平静环境状态下的电子积分通量和所述实时相对变化量相加，得到目标位置的实时电子积分通量。5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，若所述目标位置的轨道高度为低轨道，所述方法还包括：根据GEO轨道实时质子监测数据判断是否发生太阳质子事件。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述确定目标...

【专利技术属性】
技术研发人员：马新，张威泰，王月，徐颖，
申请(专利权)人：数字太空北京智能技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：