[發明專利]面向觀測任務的衛星組網方案輔助設計系統

有效

• 申請號: 201910100796.0
• 申請日: 2019-01-31
• 公開（公告）號: CN109977456B
• 公開（公告）日: 2023-06-30
• 發明（設計）人: 鄧清;劉柔妮;毛李恒;孔祥龍;陳晶;李文龍
• 申請（專利權）人: 上海衛星工程研究所
• 主分類號: G06F30/18
• 分類號: G06F30/18;G06F30/20
• 代理公司: 上海段和段律師事務所 31334
• 代理人: 李佳俊;郭國中

1.一種面向觀測任務的衛星組網方案輔助設計系統，其特征在于，包括地物選擇模塊、衛星參數設置模塊和組網方案設計與優化模塊，

所述地物選擇模塊，用于根據所選擇的地物名稱，從數據庫中獲取地物所在地的經緯度和地物的特征數據，

所述衛星參數設置模塊，用于設置衛星傳感器的探測視場范圍和初始軌道根數，

所述組網方案設計與優化模塊，用于根據需要觀測的地物、觀測時間要求和選用的衛星，設計形成所需衛星數量最少的衛星組網方案，

所述地物選擇模塊、所述衛星參數設置模塊和所述組網方案設計與優化模塊在進行衛星組網方案設計時依次執行；

所述地物選擇模塊支持的地物類型包括：建筑物、橋梁，還包括城市、湖泊；

根據選擇的地物、衛星、需要持續觀測的時間長度和兩星間相位差，所述組網方案設計與優化模塊自動計算出需要的最少衛星數量和最大持續觀測時間；

根據選擇的地物、衛星、需要的觀測時間間隔，所述組網方案設計與優化模塊自動計算出需要的最少衛星數量；

所述組網方案設計與優化模塊自動計算出需要的最少衛星數量和最大持續觀測時間的計算包括如下步驟：

步驟1：輸入參數自動計算出最大持續觀測時間要求下需要的最少衛星數量N_{min_1}：

在系統中輸入需要持續觀測的時間T、兩顆衛星的相位差為系統自動計算出需要的最少衛星數量N_{min_1}，計算方法為：

其中，N_{min_1}為需要的最少衛星數量、T為需要持續觀測的時間、h為衛星高度、r_e為地球半徑、μ為地球引力常數、θ為衛星傳感器可視視場半角、為兩顆衛星的相位差；

步驟2：系統自動計算實際能夠實現的最大持續觀測時間T_N，計算方法為：

其中，T_N為實際能夠實現的最大持續觀測時間。

2.根據權利要求1所述的面向觀測任務的衛星組網方案輔助設計系統，其特征在于，所述衛星參數設置模塊包括衛星傳感器參數設置模板和衛星軌道參數設置模板，

所述衛星傳感器參數設置模板，包括衛星傳感器分辨率、視場角和側擺范圍，

所述衛星軌道參數設置模板，包括衛星軌道歷元時間、軌道傾角、軌道高度、偏心率、近地點幅角、升交點赤經和平近點角。

3.根據權利要求1所述的面向觀測任務的衛星組網方案輔助設計系統，其特征在于，所述組網方案設計與優化模塊根據觀測時間間隔要求，自動計算出需要的最少衛星數量的計算包括如下步驟：

步驟1：計算初始衛星組網方案：

在系統中輸入需要的觀測間隔時間T_r，系統自動計算出觀測間隔時間要求下需要的最小衛星數量N_{min_2}，計算方法為：

其中，T_r為需要的觀測間隔時間，T₀為單顆衛星的觀測間隔時間，T₀的確定方法為在一定時間段內計算單顆衛星對地物的所有觀測時間，取觀測時間間隔的平均值；

根據計算得到的N_{min_2}，按照Walker星座部署方式生成衛星組網方案；

步驟2：系統輸出該衛星組網方案對地物實際的觀測間隔時間，并保存該方案；

步驟3：根據衛星軌道傾角允許的取值范圍，對衛星軌道傾角i進行優化：

步驟4：依據優化后的衛星軌道參數，采用步驟1中的方法生成新的衛星組網方案；

步驟5：系統根據優化后的衛星組網方案輸出對地物實際的觀測間隔時間，并保存方案；

步驟6：將兩個衛星組網方案、兩個實際的觀測間隔時間進行數據對比，確定最終選用的方案。