一种定位海面动目标的被动电侦卫星编队构型设计方法技术

本发明专利技术公开了一种定位海面动目标的被动电侦卫星编队构型设计方法，该方法包括以下步骤：S1、根据海面动目标的经纬度范围，确定编队主星的轨道根数；S2、根据卫星相对几何位置和步骤S1中编队主星的轨道根数确定卫星编队构型；S3、根据模拟定位结果计算步骤S2中编队构型的定位水平精度因子；S4、根据步骤S3中的定位水平精度因子更新卫星编队构型并确定最终的卫星编队构型。本发明专利技术通过设计的直角型编队构型和钟摆型编队构型，能进行定位海面动目标的观测；并且本发明专利技术通过定位水平精度因子对卫星编队构型进行更新，提高了观测的准确性和时效性。效性。效性。

【技术实现步骤摘要】
一种定位海面动目标的被动电侦卫星编队构型设计方法


[0001]本专利技术涉及卫星编队
，具体涉及一种定位海面动目标的被动电侦卫星编队构型设计方法。

技术介绍

[0002]近年来，卫星编队技术被广泛应用于遥感侦察、导航定位、中继通信等领域的天基系统能力增强和高价值航天器伴飞保护等方面。随着人们对地海空特定任务区域态势感知需求的增加，基于卫星编队技术的天基分布式探测成为一个必然的趋势，对于指定任务的卫星编队轨道构型设计方法的研究刻不容缓。卫星编队具有传统大卫星不具有的优势，能完成很多传统大卫星难以完成的任务，例如利用多颗卫星构成的分布式卫星系统对动目标的探测定位。对动目标的探测定位涵盖了侦察、通信、导航等多方面的工程实用价值，因此动目标的探测定位是一项具有现实意义、有攻克价值的问题。
[0003]目前天基探测卫星编队有圆形编队、串行编队、同星下点轨迹编队等，但是由于现有卫星编队构型技术无法满足被动电侦任务需求，对海面动目标的定位精准度还有待提高，其观测时效性也无法保证。此外，现有技术中针对卫星数目为3N和4N的卫星编队，提供了对应的编本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种定位海面动目标的被动电侦卫星编队构型设计方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、根据海面动目标的经纬度范围，确定编队主星的轨道根数；S2、根据卫星相对几何位置和步骤S1中编队主星的轨道根数确定卫星编队构型；S3、根据模拟定位结果计算步骤S2中编队构型的定位水平精度因子；S4、根据步骤S3中的定位水平精度因子更新卫星编队构型并确定最终的卫星编队构型。2.根据权利要求1所述的一种定位海面动目标的被动电侦卫星编队构型设计方法，其特征在于，步骤S1包括以下分步骤：S11、根据海面动目标的经纬度范围确定海面动目标的经纬度范围的中心点、第一临界点和第二临界点；S12、根据分步骤S11中海面动目标的经纬度范围的中心点、第一临界点和第二临界点，分别计算空间目标轨道的中心点、第一临界点和第二临界点的位置矢量；S13、根据分步骤S12中空间目标轨道的中心点、第一临界点和第二临界点的位置矢量，计算编队主星的轨道根数。3.根据权利要求2所述的一种定位海面动目标的被动电侦卫星编队构型设计方法，其特征在于，步骤S13包括以下分步骤：S131、根据分步骤S12中的中心点、第一临界点和第二临界点在空间目标轨道的位置矢量，计算编队主星的轨道倾角，表示为：其中：i
c
为编队主星的轨道倾角，h
z
为编队主星经过空间目标轨道的中心点G1′
的比角动量的z轴分量，h为编队主星的比角动量的模；S132、根据分步骤S12中的中心点、第一临界点和第二临界点在空间目标轨道的位置矢量，计算编队主星的偏心率，表示为：其中：为编队主星的偏心率，μ为地球引力常数，v1为编队主星经过空间目标轨道的中心点G1′
的速度矢量，为编队主星经过空间目标轨道的中心点G1′
的比角动量，为空间目标轨道的中心点G1′
的位置矢量，r1为空间目标轨道的中心点G1′
位置矢量的模，v1为空间目标轨道的中心点G1′
速度矢量的模，v
r
为编队主星经过空间目标轨道的中心点G1′
的径向速度，e
x
为编队主星的偏心率的x轴分量，e
y
为编队主星的偏心率的y轴分量，e
z
为编队主星的偏心率的z轴分量；S133、根据分步骤S12中经纬度范围的中心点、第一临界点和第二临界点在空间目标轨道的位置矢量，计算编队主星的升交点赤经，表示为：
其中：Ω
c
为编队主星的升交点赤经，h
x
为编队主星经过空间目标轨道的中心点G1′
的比角动量的x轴分量，h
y
为编队主星经过空间目标轨道的中心点G1′
的比角动量的y轴分量；S134、根据分步骤S12中经纬度范围的中心点、第一临界点和第二临界点在空间目标轨道的位置矢量和分步骤S132中编队主星的偏心率，计算编队主星的近地点辐角，表示为：其中：ω
c
为编队主星的近地点辐角，为轨道平面与地球赤道平面的交线矢量，B为轨道平面与地球赤道平面的交线矢量的模，e
c
为编队主星的偏心率的模；S135、根据分步骤S12中经纬度范围的中心点、第一临界点和第二临界点在空间目标轨道的位置矢量和分步骤S132中编队主星的偏心率，计算编队主星的平近点角，表示为：M
c
＝E
c
‑
e
c
sin E
c
其中：M
c
为编队主星的平近点角，E
c
为编队主星的偏近点角；S136、根据可见约束确定编队主星的半长轴；S137、根据分步骤S131中编队主星的轨道倾角、分步骤S132中编队主星的偏心率、分步骤S133中编队主星的升交点赤经、分步骤S134中编队主星的近地点辐角、分步骤S135中编队主星的平近点角和分步骤S136中编队主星的半长轴，确定编队主星的轨道根数。4.根据权利要求3所述的一种定位海面动目标的被动电侦卫星编队构型设计方法，其特征在于，步骤S2包括：A、根据直角型卫星编队的卫星相对几何位置和步骤S1中的编队主星的轨道根数确定直角型卫星编队构型；B、根据钟摆型卫星编队的卫星相对几何位置和步骤S1中的编队主星的轨道根数确定钟摆型卫星编队构型。5.根据权利要求4所述的一种定位海面动目标的被动电侦卫星编队构型设计方法，其特征在于，步骤A包括以下分步骤：A1、根据直角型卫星编队的卫星相对几何位置和步骤S1中的编队主星的轨道根数，确定编队辅星的相对绕飞方程；A2、根据分步骤A1中编队辅星的相对绕飞方程和步骤S1中的编队主星的轨道根数，确定编队辅星的轨道根数；A3、根据步骤S1中编队主星的轨道根数和分步骤A2中编队辅星的轨道根数，确定直角型卫星编队构型。
6.根据权利要求5所述的一种定位海面动目标的被动电侦卫星编队构型设计方法，其特征在于，步骤A2包括以下分步骤：A21、根据分步骤A1中编队辅星的相对绕飞方程和步骤S1中的编队主星的轨道根数，计算编队辅星的轨道倾角，表示为：i
k
＝Δi+i
c
其中：i
k
为第k个编队辅星的轨道倾角，Δi为第k个编队辅星相对编队主星的倾角，i
c
为编队主星的轨道倾角；A22、根据分步骤A1中编队辅星的相对绕飞方程和步骤S1中的编队主星的轨道根数，计算编队辅星的偏心率，表示为：其中：e
k
为第k个编队辅星的偏心率，g为第一中间变量，r
k
为第k个编队辅星绕主星运动的绕飞半径，a为以海上动目标定位为目的的编队卫星轨道的半长轴，e
c
为编队主星的偏心率的模；A23、根据分步骤A1中编队辅星的相对绕飞方程和步骤S1中的编队主星的轨道根数，计算编队辅星的升交点赤经，表示为：Ω
k
＝Ω
c
+ΔΩ其中：Ω
k
为第k个编队辅星的升交点赤经，Ω
c
为编队主星的升交点赤经，ΔΩ为第k个编队辅星与编队主星的升交点经度差；A24、根据分步骤A1中编队辅星的相对绕飞方程、步骤S1中的编队主星的轨道根数和A22中编队辅星的偏心率，计算编队辅星的近地点辐角，表示为：其中：ω
k
为第k个编队辅星的近地点辐角，k'为从N
k
到A的地心角，N
k
为第k个编队辅星的升交点，A为第k个编队辅星相对编队主星的...

【专利技术属性】
技术研发人员：江秀强，郝嘉贤，吕文思，卓昕昕，孙国皓，季袁冬，钟苏川，陈伟，李增炜，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：