卫星星座参考轨道设计方法技术

本申请公开了一种卫星星座参考轨道设计方法

【技术实现步骤摘要】
卫星星座参考轨道设计方法、装置、设备及介质


[0001]本专利技术一般涉及轨道设计
，具体涉及一种卫星星座参考轨道设计方法
、
装置
、
设备及介质
。

技术介绍

[0002]随着社会发展和人民生活水平的提高，对卫星通信
、
导航
、
遥感等功能的需求不断增加，低轨卫星建设在卫星发展过程中也备受关注
。
其中，低轨星座建设可以提供更加精准
、
实时
、
高效的服务，满足各方需求，低轨星座在运行期间需要保持相对构型稳定，防止对地面的覆盖特性发生改变
。
其中，卫星在长期运行过程中受到各种环境摄动力的影响，会破坏卫星星座的构型，因此，在轨运行期间需要进行一系列的星座维持任务来保证星座构型满足设计要求，即要求卫星之间的相对纬度幅角及不同轨道面之间的相对升交点赤经维持在一定的设计范围内
。
[0003]目前，相关技术中在进行星座维持过程中一般采用绝对站位保持策略，每颗卫星则以各自对应的参考轨道为目标进行站位保持，然而该站位保持需要卫星进行推力器点火动控制，不仅需要考虑每次推力器点火的时间不能太长，避免影响卫星在轨的正常业务开展，也要考虑整个寿命期间的推进剂不能太多，其在设计过程中需要考虑的影响因素较多，导致星座维持过程效率较低
。

技术实现思路

[0004]鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种卫星星座参考轨道设计方法
、
装置
、
设备及介质
。
[0005]第一方面，本专利技术提供了一种卫星星座参考轨道设计方法，该方法包括：
[0006]确定卫星星座的参考轨道对应的初始历元时刻和基准星；
[0007]根据所述初始历元时刻和所述基准星，确定所述基准星的参考轨道的初始参考轨道参数；
[0008]在所述卫星星座寿命期间内，基于所述初始参考轨道参数计算所述基准星的目标参考轨道参数；
[0009]基于所述基准星的目标参考轨道参数，确定所述卫星星座内的其他卫星的其他参考轨道参数，以根据所述基准星的目标参考轨道参数和所述其他卫星的其他参考轨道参数，进行卫星星座的维持控制；所述其他卫星为所述卫星星座内除基准星之外的卫星
。
[0010]在其中一个实施例中，确定卫星星座的参考轨道对应的初始历元时刻和基准星，包括：
[0011]确定所述卫星星座的多个轨道面，所述多个轨道面中的每个轨道面分别对应有多个卫星；
[0012]选择所述多个轨道面的任一轨道面中的任一颗卫星作为所述基准星，并确定对应的初始历元时刻
。
[0013]在其中一个实施例中，所述初始参考轨道参数包括半长轴参数
、
偏心率参数
、
近地点幅角参数
、
升交点赤经参数
、
轨道倾角参数和平近地点角参数；
[0014]根据所述初始历元时刻和所述基准星，确定所述基准星的参考轨道的初始参考轨道参数，包括：
[0015]获取星座卫星的半长轴设计值和轨道设计值；所述星座卫星为所述卫星星座中在轨运行的卫星；
[0016]基于所述半长轴设计值确定所述基准星的半长轴参数；
[0017]根据所述卫星星座是否为冻结轨道的结果，基于所述轨道设计值确定偏心率参数和近地点幅角参数；
[0018]根据所述基准星是否在轨运行的运行结果和所述初始历元时刻，确定轨道倾角参数
、
升交点赤经参数和平近地点角参数
。
[0019]在其中一个实施例中，根据所述基准星是否在轨运行的运行结果和所述初始历元时刻，确定轨道倾角参数
、
升交点赤经参数和平近地点角参数，包括：
[0020]计算所有轨道面内的第一颗卫星在所述卫星星座的寿命期间内的升交点赤经变化率；
[0021]基于所述升交点赤经变化率确定轨道倾角参数；
[0022]获取星座设计值；
[0023]根据所述星座设计值
、
所述基准星是否在轨运行的运行结果和所述初始历元时刻，确定轨道倾角参数
、
升交点赤经参数和平近地点角参数
。
[0024]在其中一个实施例中，根据所述星座设计值
、
所述基准星是否在轨运行的运行结果和所述初始历元时刻，确定轨道倾角参数
、
升交点赤经参数和平近地点角参数，包括：
[0025]如果所述基准星未在轨运行，则基于所述星座设计值确定所述升交点赤经参数和所述平近地点角参数；
[0026]如果所述基准星在轨运行，则将所述基准星在所述初始历元时刻的升交点赤经值确定为所述升交点赤经参数，并将所述基准星在所述初始历元时刻的平近地点角值确定为所述平近地点角参数
。
[0027]在其中一个实施例中，基于所述基准星的初始参考轨道参数计算基准星的目标参考轨道参数，包括：
[0028]获取三体引力摄动数据；
[0029]基于所述基准星的初始参考轨道参数，采用轨道动力学模型按照三体引力摄动数据进行整个卫星星座寿命期间的轨道外推处理，得到基准星的目标参考轨道参数
。
[0030]在其中一个实施例中，基于所述基准星的目标参考轨道参数，确定所述卫星星座内的其他卫星的其他参考轨道参数，包括：
[0031]基于所述基准星的目标参考轨道参数，按照卫星星座标称构型关系进行计算，确定所述卫星星座内的其他卫星的标称值；
[0032]在所述卫星星座寿命期间内，以面对相对纬度辐角和面外升交点赤经变化量最小为目标，基于所述其他卫星的标称值对所述基准星的目标参考轨道参数进行优化，得到所述卫星星座内的其他卫星的其他参考轨道参数
。
[0033]第二方面，本申请实施例提供了卫星星座参考轨道设计装置，该装置包括：
[0034]第一确定模块，用于确定卫星星座的参考轨道对应的初始历元时刻和基准星；
[0035]第二确定模块，用于根据所述初始历元时刻和所述基准星，确定所述基准星的参考轨道的初始参考轨道参数；
[0036]计算模块，用于在所述卫星星座寿命期间内，基于所述初始参考轨道参数计算所述基准星的目标参考轨道参数；
[0037]第三确定模块，用于基于所述基准星的目标参考轨道参数，确定所述卫星星座内的其他卫星的其他参考轨道参数，以根据所述基准星的目标参考轨道参数和所述其他卫星的其他参考轨道参数，进行卫星星座的维持控制；所述其他卫星为所述卫星星座内除基准星之外的卫星
。
[0038]第三方面，本申请实施例提供一种计算机设备，包括存储器
、
处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，该处理器执行该程序时实现如上述第一方面的卫星星座参考轨道设计方法
。
[0039]第四方面，本申请实施例提供一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种卫星星座参考轨道设计方法，其特征在于，该方法包括：确定卫星星座的参考轨道对应的初始历元时刻和基准星；根据所述初始历元时刻和所述基准星，确定所述基准星的参考轨道的初始参考轨道参数；在所述卫星星座寿命期间内，基于所述初始参考轨道参数计算所述基准星的目标参考轨道参数；基于所述基准星的目标参考轨道参数，确定所述卫星星座内的其他卫星的其他参考轨道参数，以根据所述基准星的目标参考轨道参数和所述其他卫星的其他参考轨道参数，进行卫星星座的维持控制；所述其他卫星为所述卫星星座内除基准星之外的卫星
。2.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定卫星星座的参考轨道对应的初始历元时刻和基准星，包括：确定所述卫星星座的多个轨道面，所述多个轨道面中的每个轨道面分别对应有多个卫星；选择所述多个轨道面的任一轨道面中的任一颗卫星作为所述基准星，并确定对应的初始历元时刻
。3.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述初始参考轨道参数包括半长轴参数
、
偏心率参数
、
近地点幅角参数
、
升交点赤经参数
、
轨道倾角参数和平近地点角参数；根据所述初始历元时刻和所述基准星，确定所述基准星的参考轨道的初始参考轨道参数，包括：获取星座卫星的半长轴设计值和轨道设计值；所述星座卫星为所述卫星星座中在轨运行的卫星；基于所述半长轴设计值确定所述基准星的半长轴参数；根据所述卫星星座是否为冻结轨道的结果，基于所述轨道设计值确定偏心率参数和近地点幅角参数；根据所述基准星是否在轨运行的运行结果和所述初始历元时刻，确定轨道倾角参数
、
升交点赤经参数和平近地点角参数
。4.
根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据所述基准星是否在轨运行的运行结果和所述初始历元时刻，确定轨道倾角参数
、
升交点赤经参数和平近地点角参数，包括：计算所有轨道面内的第一颗卫星在所述卫星星座的寿命期间内的升交点赤经变化率；基于所述升交点赤经变化率确定轨道倾角参数；获取星座设计值；根据所述星座设计值
、
所述基准星是否在轨运行的运行结果和所述初始历元时刻，确定轨道倾角参数
、
升交点赤经参数和平近地点角参数
。5.
根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据所述星座设计值
、
所述基准星是...

【专利技术属性】
技术研发人员：李新刚，齐彧，裴胜伟，李峰，
申请(专利权)人：中国空间技术研究院，
类型：发明
国别省市：