【技术实现步骤摘要】
巨型卫星星座的拓扑动态演化及维护方法、装置及介质
[0001]本专利技术实施例涉及卫星星座控制
，尤其涉及一种巨型卫星星座的拓扑动态演化及维护方法、装置及介质。
技术介绍
[0002]以星链Starlink、一网Oneweb为代表的低轨巨型星座正成为当前国际星座部署计划的主流。随着卫星数目增多和任务规模的扩大，以地面测控管理为主的传统星座管理方式将面临着巨大的星地交互开销，难以对大量时敏事件做出实时响应。因此，通过对星座进行拓扑划分，将每个拓扑视为能够长期保持稳定的整体进行星上自主运行管理，将有效解决巨型星座的交互及管理问题。考虑到星座运行的高动态性，星座内部划分完成的各个拓扑持续处于不断运动中，由此带来的拓扑内卫星发散将成为星上拓扑管理的主要挑战。
[0003]基于此，对于拓扑的发散演化规律进行研究并针对星间运动及拓扑规律进行应用，实现对拓扑的动态维护，可以为星座的长时间动态稳定管理提供保障。
技术实现思路
[0004]有鉴于此，本专利技术实施例期望提供一种巨型卫星星座的拓扑动态演化及维护方法...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种巨型卫星星座的拓扑动态演化及维护方法，其特征在于，所述方法包括：根据巨型卫星星座中的卫星相对其所归属的卫星拓扑的中心节点卫星的运行状态预测所述卫星脱离所归属的卫星拓扑的方向；基于所述卫星脱离所归属的卫星拓扑的方向以及所述卫星的轨道参数预测所述卫星脱离所归属的卫星拓扑的时间；基于设定的维护周期以及所述卫星脱离所归属的卫星拓扑的时间筛选出需要进行重归属的卫星；为所述需要进行重归属的卫星基于脱离时间最晚的选取策略在候选归属卫星拓扑群中选择最优的新归属卫星拓扑。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据巨型卫星星座中的卫星相对其所归属的卫星拓扑的中心节点卫星的运行状态预测所述卫星脱离所归属的卫星拓扑的方向，包括：针对巨型卫星星座的全卫星拓扑群，设定发散指标以及监测卫星拓扑群内卫星脱离的时间监测序列；根据卫星拓扑群内卫星相对于其所归属的卫星拓扑群内中心节点卫星的相对运动参数，预测所述卫星脱离其所归属的卫星拓扑群的脱离方向。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述针对巨型卫星星座的全卫星拓扑群，设定发散指标以及监测卫星拓扑群内卫星脱离的时间监测序列，包括：建立各卫星拓扑内中心节点卫星与归属卫星的匹配关系；设定每个卫星拓扑的拓扑范围半径r
t
、有效维护距离Δr及维护周期T
topo
；通过卫星运动规律，统计无接续拓扑归属情况下的卫星发散状况以建立发散指标以及时间监测序列如下式所示：时间监测序列如下式所示：其中，k
i
(t)用于表征第i号卫星拓扑随时间的发散程度，n
i
为初始时刻第i号卫星拓扑包含的卫星总数，表示位于第i号卫星拓扑内的第j颗卫星，表示卫星是否脱离拓扑的标志，其以卫星与第i号卫星拓扑的中心节点卫星satc
i
的相对距离为判定准则。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据卫星拓扑群内卫星相对于其所归属的卫星拓扑群内中心卫星的相对运动参数，预测所述卫星脱离其所归属的卫星拓扑的脱离方向，包括：通过提取卫星拓扑内每个卫星的轨道六根数，计算每个卫星相对其所归属的卫星拓扑内中心节点卫星的周期与速度差距以表征每个卫星的速度；计算每个卫星相对其所归属的卫星拓扑内中心节点卫星的方位角与相对距离以表征
每个卫星的当前位置；根据每个卫星的当前位置及速度预测其脱离其所归属的卫星拓扑边缘的方向。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述卫星脱离所归属的卫星拓扑的方向以及所述卫星的轨道参数预测所述卫星脱离所归属的卫星拓扑的时间，包括：确定每个卫星相对其所归属的卫星拓扑长期运行稳定的轨道根数约束；根据每个卫星相对其所归属的卫星拓扑内中心节点卫星的运行方向与卫星拓扑边缘的位置关系，利用相对速度差距预测每个卫星脱离其所归属的卫星拓扑边缘的时间。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述卫星脱离所归属的卫星拓扑的方向以及所述卫星的轨道参数预测所述卫星脱离所归属的卫星拓扑的时间，包括：计算每个卫星的轨道角θ＝ω+f，其中，ω为近地点幅角，f为真近点角；根据每个卫星脱离其所归属的卫星拓扑的脱离方向计算脱离距离d；建立脱离拓扑的时间限制约束如下式所示：其中，ΔT为相对...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴云华，毛雨荷，曹喜滨，邱实，陈雪芹，李宁，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：
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