[發(fā)明專利]一種基于查表法確定空間磁場強(qiáng)度的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811517445.1
• 申請(qǐng)日: 2018-12-12
• 公開（公告）號(hào): CN109856569B
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李利亮;朱文山;李圣文;牛睿;劉川
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海航天控制技術(shù)研究所
• 主分類號(hào): G01R33/02
• 分類號(hào): G01R33/02;G01R33/10;G01R29/08
• 代理公司: 上海元好知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31323
• 代理人: 賈慧琴;劉琰

1.一種基于查表法確定空間磁場強(qiáng)度的方法，其特征在于，該方法包含：

(1)建立高精度磁場表：在衛(wèi)星飛行軌跡經(jīng)過的球面上按照一定的時(shí)間間隔進(jìn)行網(wǎng)格劃分，根據(jù)國際地磁場模型最高階公式計(jì)算出網(wǎng)格點(diǎn)上的三軸磁場強(qiáng)度，形成地磁場數(shù)據(jù)表，將其裝載在衛(wèi)星星載軟件中；

(2)修正衛(wèi)星飛行軌跡降交點(diǎn)地理經(jīng)度間隔Gdjg以及即將飛過的降交點(diǎn)地理經(jīng)度lamda；

(3)在星箭分離后，星載軟件首次調(diào)用磁場表子程序時(shí)，已經(jīng)飛過的降交點(diǎn)地理經(jīng)度ccl由即將飛過的降交點(diǎn)地理經(jīng)度lamda賦值；其它情況下，當(dāng)衛(wèi)星飛到降交點(diǎn)時(shí)更新已經(jīng)飛過的降交點(diǎn)地理經(jīng)度ccl；

(4)當(dāng)已經(jīng)飛過的降交點(diǎn)地理經(jīng)度ccl發(fā)生變化時(shí)，計(jì)算衛(wèi)星當(dāng)前位置在磁場表中所對(duì)應(yīng)磁場軌道的編號(hào)cca及其降交點(diǎn)地理經(jīng)度，否則保持cca不變；其中，降交點(diǎn)地理經(jīng)度根據(jù)步驟(3)獲得，磁場軌道的編號(hào)cca與網(wǎng)格劃分相對(duì)應(yīng)；

(5)根據(jù)衛(wèi)星當(dāng)前位置在磁場表中所對(duì)應(yīng)磁場軌道的編號(hào)cca查找出衛(wèi)星當(dāng)前位置四周的4個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)；

(6)基于線性插值的方法計(jì)算衛(wèi)星當(dāng)前位置在軌道坐標(biāo)系下的磁場強(qiáng)度。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于查表法確定空間磁場強(qiáng)度的方法，其特征在于，在步驟(1)中，所述網(wǎng)格劃分的方式為：橫向以降交點(diǎn)地理經(jīng)度等間隔分成n軌，n為衛(wèi)星每天飛行圈數(shù)向下取整；縱向以衛(wèi)星飛行的一軌時(shí)間等間隔取m個(gè)點(diǎn)，作為軌道鐘。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于查表法確定空間磁場強(qiáng)度的方法，其特征在于，橫向每兩軌之間的地理經(jīng)度間隔ΔL為360°/n，地理經(jīng)度與cca的關(guān)系為：地理經(jīng)度＝(cca-1)*360°/n；縱向中，一軌時(shí)間等間隔取m為70～80。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于查表法確定空間磁場強(qiáng)度的方法，其特征在于，所述網(wǎng)格劃分的數(shù)據(jù)點(diǎn)從東經(jīng)0°的降交點(diǎn)時(shí)刻開始按順序排列。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于查表法確定空間磁場強(qiáng)度的方法，其特征在于，在步驟(2)中，根據(jù)衛(wèi)星實(shí)際運(yùn)行的軌道高度修正降交點(diǎn)地理經(jīng)度間隔Gdjg；根據(jù)衛(wèi)星精測的軌道參數(shù)適時(shí)修正即將飛過的降交點(diǎn)地理經(jīng)度lamda。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于查表法確定空間磁場強(qiáng)度的方法，其特征在于，在步驟(3)中，更新已經(jīng)飛過的降交點(diǎn)地理經(jīng)度ccl，其通過如下公式(1)獲得：

ccl＝ccl-Gdjg (1)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任意一項(xiàng)所述的基于查表法確定空間磁場強(qiáng)度的方法，其特征在于，在步驟(6)中，在4個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)中，通過處于同一縱向位置的兩個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)根據(jù)線性插值方法計(jì)算兩個(gè)中間點(diǎn)的磁場強(qiáng)度，兩個(gè)中間點(diǎn)分別中間點(diǎn)一和中間點(diǎn)二，中間點(diǎn)一和中間點(diǎn)二與衛(wèi)星當(dāng)前位置處于同一橫向位置，根據(jù)計(jì)算得到的兩個(gè)中間點(diǎn)的磁場強(qiáng)度通過線性插值方法獲得衛(wèi)星當(dāng)前位置的磁場強(qiáng)度。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于查表法確定空間磁場強(qiáng)度的方法，其特征在于，在步驟(6)中，所述線性插值方法的公式為：

在對(duì)4個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)計(jì)算處于同一縱向位置的兩個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)的中間點(diǎn)時(shí)，式(2)中，Y₁為橫向上處于衛(wèi)星當(dāng)前位置前一網(wǎng)格點(diǎn)在磁場表中對(duì)應(yīng)的磁場強(qiáng)度，Y₂為橫向上處于衛(wèi)星當(dāng)前位置后一網(wǎng)格點(diǎn)在磁場表中對(duì)應(yīng)的磁場強(qiáng)度；X為衛(wèi)星已經(jīng)飛過的降交點(diǎn)地理經(jīng)度ccl，Y為待求的中間點(diǎn)的磁場強(qiáng)度；X₁為衛(wèi)星當(dāng)前位置對(duì)應(yīng)磁場表中下一條磁場軌道的降交點(diǎn)地理經(jīng)度；X₂為衛(wèi)星當(dāng)前位置對(duì)應(yīng)磁場表中上一條磁場軌道的降交點(diǎn)地理經(jīng)度；

在通過兩個(gè)中間點(diǎn)計(jì)算衛(wèi)星當(dāng)前位置的磁場強(qiáng)度時(shí)，中間點(diǎn)一為衛(wèi)星當(dāng)前位置下一軌道鐘對(duì)應(yīng)的網(wǎng)格點(diǎn)，中間點(diǎn)二為衛(wèi)星當(dāng)前位置上一軌道鐘對(duì)應(yīng)的網(wǎng)格點(diǎn)，式(2)中，Y₁為中間點(diǎn)一的磁場強(qiáng)度，Y₂為中間點(diǎn)二的磁場強(qiáng)度；X為衛(wèi)星當(dāng)前時(shí)刻對(duì)應(yīng)的軌道鐘；Y為衛(wèi)星當(dāng)前位置的磁場強(qiáng)度；X₁為中間點(diǎn)一在磁場表中對(duì)應(yīng)的軌道鐘；X₂為中間點(diǎn)二在磁場表中對(duì)應(yīng)的軌道鐘。

9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于查表法確定空間磁場強(qiáng)度的方法，其特征在于，所述的軌道鐘在衛(wèi)星經(jīng)過降交點(diǎn)時(shí)從0開始累加計(jì)時(shí)。