[發(fā)明專利]一種航天器解體事件的類型判定方法和系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711212888.5
• 申請(qǐng)日: 2017-11-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107992669B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-02-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李智;李怡勇;來(lái)嘉哲;張雅聲;齊躍;田琪琛;趙雙;戴樺宇;張冬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)人民解放軍戰(zhàn)略支援部隊(duì)航天工程大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F30/25
• 分類號(hào): G06F30/25;G06N3/00;G06K9/62
• 代理公司: 北京挺立專利事務(wù)所(普通合伙) 11265
• 代理人: 鄭杰

本發(fā)明提供的一種航天器解體事件的類型判定方法和系統(tǒng)，通過(guò)將解體模型中的決策變量和碎片的真實(shí)特征尺寸輸入到目標(biāo)函數(shù)中得到個(gè)體粒子的適應(yīng)度值；基于最優(yōu)算法遍歷每個(gè)粒子的適應(yīng)度值得到個(gè)體粒子的適應(yīng)度值對(duì)應(yīng)的最優(yōu)位置及群體粒子的最優(yōu)適應(yīng)度值中的最優(yōu)位置；通過(guò)個(gè)體粒子的適應(yīng)度值對(duì)應(yīng)的最優(yōu)位置及群體粒子的最優(yōu)適應(yīng)度值中的最優(yōu)位置分別對(duì)每個(gè)粒子的速度和位置進(jìn)行更新，并輸出更新后的每個(gè)粒子的速度和位置下的最小適應(yīng)度值，根據(jù)最最小適應(yīng)度值確定航天器解體事件的類型的技術(shù)方案，解決了可及時(shí)判定航天器解體事件的類型的技術(shù)問(wèn)題，當(dāng)航天器發(fā)生解體事件時(shí)，為其提供一種求解速度快，結(jié)果準(zhǔn)確的定量分析的方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種航天器解體事件的類型判定方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)

空間碎片，尤其是航天器的空間碎片，主要是通過(guò)航天器的撞擊解體事件和/或航天器的爆炸解體事件產(chǎn)生，當(dāng)發(fā)生航天器的空間解體事件時(shí)，解體事件的類型的判定對(duì)維護(hù)國(guó)家空間安全、維護(hù)國(guó)家空間權(quán)益有著重要意義，目前解體事件類型判定的方法主要集中于對(duì)解體事件的定性分析，從而得出結(jié)論。

針對(duì)解體事件類型的判定，主要依據(jù)情報(bào)分析和/或解體能量的大小分析，一般通過(guò)分析碎片的分離速度、解體能量、碰撞預(yù)警分析、與衛(wèi)星之間的通信以及相關(guān)情報(bào)定性分析從而判斷航天器的解體類型，即到底是發(fā)生了撞擊解體事件還是爆炸解體事件。

基于情報(bào)分析判定解體事件類型時(shí)，依賴航天器與衛(wèi)星之間的通信獲得相關(guān)情報(bào)，但是在航天器解體時(shí)，很可能伴隨衛(wèi)星通信故障的發(fā)生，直接導(dǎo)致情報(bào)獲取中斷或終止，無(wú)法及時(shí)判定航天器解體事件的類型。

基于解體能量的大小分析判定解體事件類型時(shí)，依賴于航天器解體模型的建立。航天器解體模型的建立主要依靠實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合得到航天器爆炸解體模型和航天器撞擊解體模型。空間撞擊解體模型的主要經(jīng)歷了三個(gè)階段，由最初的早期模型經(jīng)過(guò)修正過(guò)渡到Battelle模型，再到目前應(yīng)用廣泛的NASA標(biāo)準(zhǔn)解體模型；目前應(yīng)用廣泛的就是NASA 標(biāo)準(zhǔn)解體模型中的爆炸解體模型。

建立NASA標(biāo)準(zhǔn)解體模型的數(shù)據(jù)來(lái)源于在20世紀(jì)90年代末NASA 對(duì)航天器爆炸和撞擊進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)，所以擬合建立了NASA標(biāo)準(zhǔn)解體模型，并被應(yīng)用于EVOLVE4.0等空間碎片環(huán)境模型中，應(yīng)用中包括了航天器爆炸和撞擊解體兩方面內(nèi)容。模型中給出了碎片尺寸分布、面質(zhì)比分布和分離速度分布，因尺寸分布模型以冪律的形式給出，而面質(zhì)比和分離速度分布則正態(tài)分布形式給出，具有不確定性，所以相比較而言，尺寸分布更能代表此次解體事件的特點(diǎn)，更具有說(shuō)服性，因此，本發(fā)明選擇解體模型的尺寸分布作為解體事件類型判斷的輸入，會(huì)使得輸出的結(jié)果更加準(zhǔn)確。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的提供了一種航天器解體事件的類型判定方法和系統(tǒng)，解決了可及時(shí)判定航天器解體事件的類型的技術(shù)問(wèn)題，當(dāng)航天器發(fā)生解體事件時(shí)，為其提供一種求解速度快，結(jié)果準(zhǔn)確的定量分析的方法。

本發(fā)明一方面提供了一種航天器解體事件的類型判定方法，該方法包括：

將解體模型中的決策變量和碎片的真實(shí)特征尺寸輸入到目標(biāo)函數(shù)中得到個(gè)體粒子的適應(yīng)度值；

基于最優(yōu)算法遍歷每個(gè)粒子的適應(yīng)度值得到個(gè)體粒子的適應(yīng)度值對(duì)應(yīng)的最優(yōu)位置及群體粒子的最優(yōu)適應(yīng)度值中的最優(yōu)位置；

通過(guò)個(gè)體粒子的適應(yīng)度值對(duì)應(yīng)的最優(yōu)位置及群體粒子的最優(yōu)適應(yīng)度值中的最優(yōu)位置分別對(duì)每個(gè)粒子的速度和位置進(jìn)行更新，并輸出更新后的每個(gè)粒子的速度和位置下的最小適應(yīng)度值，根據(jù)最小適應(yīng)度值確定航天器解體事件的類型。

進(jìn)一步的，所述目標(biāo)函數(shù)為：