[發(fā)明專利]低軌通信和導(dǎo)航增強(qiáng)混合星座維持控制邊界計(jì)算及控制方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711310130.5
• 申請(qǐng)日: 2017-12-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108055069A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-05-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡敏;宋俊玲;侯迎春;侯妍;楊茗棋;徐家輝;楊雅君;肖龍龍
• 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): H04B7/185
• 分類號(hào): H04B7/185;G01S19/46
• 代理公司: 北京中政聯(lián)科專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11489
• 代理人: 陳超

本發(fā)明提供一種低軌通信和導(dǎo)航增強(qiáng)混合星座維持控制邊界計(jì)算及控制方法，包括以下步驟：根據(jù)星座對(duì)地覆蓋重?cái)?shù)和觀測(cè)仰角要求，計(jì)算衛(wèi)星升交點(diǎn)赤經(jīng)和相位角的控制邊界；給衛(wèi)星疊加隨機(jī)的升交點(diǎn)赤經(jīng)和相位角偏差，仿真低軌通信和導(dǎo)航增強(qiáng)混合星座的覆蓋性能；分析攝動(dòng)1年后衛(wèi)星軌道傾角、升交點(diǎn)赤經(jīng)和相位角相對(duì)漂移情況；計(jì)算衛(wèi)星半長(zhǎng)軸和軌道傾角偏置量，實(shí)現(xiàn)相對(duì)升交點(diǎn)赤經(jīng)和相位角維持控制；給衛(wèi)星標(biāo)稱半長(zhǎng)軸和軌道傾角疊加半長(zhǎng)軸和軌道傾角偏置量，分析攝動(dòng)1年后衛(wèi)星的軌道傾角、升交點(diǎn)赤經(jīng)和相位角的相對(duì)漂移情況。按照本發(fā)明設(shè)計(jì)方法，能夠明確低軌通信和導(dǎo)航增強(qiáng)混合星座維持控制需求，給出構(gòu)型保持所需的衛(wèi)星半長(zhǎng)軸和軌道傾角偏置量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于低軌通信和導(dǎo)航增強(qiáng)混合星座維持控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種低軌通信和導(dǎo)航增強(qiáng)混合星座維持控制邊界計(jì)算及控制方法。

背景技術(shù)

利用低軌衛(wèi)星組網(wǎng)形成通信星座可以實(shí)現(xiàn)全球范圍內(nèi)不間斷實(shí)時(shí)通信，例如銥星系統(tǒng)和全球星系統(tǒng)。銥星系統(tǒng)星座由66顆高度約為780km的衛(wèi)星組成，衛(wèi)星分布在6個(gè)軌道面上；全球星系統(tǒng)星座由48顆高度約為1414km的衛(wèi)星組成，衛(wèi)星分布在8個(gè)軌道平面上。衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)衛(wèi)星主要分布在中軌道區(qū)域，例如美國(guó)的GPS、俄羅斯的GLONASS、中國(guó)的BDS以及歐盟的Galileo系統(tǒng)。利用低軌衛(wèi)星星座形成導(dǎo)航增強(qiáng)系統(tǒng)，可以彌補(bǔ)中軌道全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)由于軌道高而帶來(lái)的劣勢(shì)，具有良好的應(yīng)用前景。將低軌通信和導(dǎo)航增強(qiáng)功能統(tǒng)籌考慮，設(shè)計(jì)全球覆蓋星座，是一個(gè)新穎的想法，目前國(guó)內(nèi)外針對(duì)此類研究較少，缺乏這種特殊應(yīng)用下的混合星座維持控制方法。

低軌通信和導(dǎo)航增強(qiáng)混合星座維持控制的難點(diǎn)在于，一是結(jié)合高觀測(cè)仰角和對(duì)地覆蓋重?cái)?shù)要求，需要明確滿足低軌通信和導(dǎo)航需求的星座漂移邊界，為維持控制提供輸入；二是由于低軌通信和導(dǎo)航增強(qiáng)混合星座衛(wèi)星載荷要求高，需盡可能減少衛(wèi)星控制頻次，降低星座維護(hù)成本，實(shí)現(xiàn)星座長(zhǎng)期、低能耗自主保持。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明提供一種低軌通信和導(dǎo)航增強(qiáng)混合星座維持控制邊界計(jì)算及控制方法，能夠快速明確低軌通信和導(dǎo)航增強(qiáng)混合星座維持控制需求，計(jì)算星座構(gòu)型保持所需的衛(wèi)星半長(zhǎng)軸和軌道傾角偏置量，實(shí)現(xiàn)低軌通信和導(dǎo)航增強(qiáng)混合星座的長(zhǎng)期、低能耗自主構(gòu)型保持。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

本發(fā)明提供一種低軌通信和導(dǎo)航增強(qiáng)混合星座維持控制邊界計(jì)算及控制方法，包括以下步驟，如圖1所示：

步驟1：計(jì)算星座維持控制邊界；

低軌通信和導(dǎo)航增強(qiáng)混合星座對(duì)地最小覆蓋取兩重覆蓋，如圖2所示，觀測(cè)仰角取10°，將全球區(qū)域按照經(jīng)緯度均為1°的間隔劃分為64800個(gè)小網(wǎng)格，假設(shè)仿真時(shí)刻為t，此時(shí)第i個(gè)小網(wǎng)格可見(jiàn)星座衛(wèi)星顆數(shù)為Ni，計(jì)算Ni顆衛(wèi)星對(duì)第i個(gè)小網(wǎng)格滿足覆蓋重?cái)?shù)和觀測(cè)仰角要求時(shí)，允許的升交點(diǎn)赤經(jīng)和相位角的漂移邊界。