[發(fā)明專利]多約束條件下航天器跟蹤預(yù)報(bào)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910329803.4
• 申請(qǐng)日: 2019-04-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110161493B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-05-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 杜凱;劉凱;許可;楊永安;陳軍;馬鵬斌;方海艦;徐亞平;王丹;張冬波;孫京鋒;胡亞軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)西安衛(wèi)星測(cè)控中心
• 主分類號(hào): G01S13/72
• 分類號(hào): G01S13/72;G06F17/16
• 代理公司: 西安弘理專利事務(wù)所 61214
• 代理人: 涂秀清

1.多約束條件下航天器跟蹤預(yù)報(bào)方法，其特征在于，具體操作過(guò)程包括如下步驟：

步驟1，建立測(cè)站跟蹤預(yù)報(bào)航天器的幾何模型，得到測(cè)站跟蹤航天器的幾何觀測(cè)弧段集合{U_i}，i＝1L，N；

步驟2，構(gòu)建航天器天線正對(duì)地姿態(tài)平穩(wěn)情況下的無(wú)遮擋約束模型，確定出航天器可見(jiàn)的數(shù)據(jù)集合{B_i}，i＝1L，N；

步驟3，建測(cè)站遮擋的約束模型，確定出測(cè)站對(duì)航天器可見(jiàn)的數(shù)據(jù)集合{S_i}，i＝1L，N；

步驟4，綜合考慮測(cè)站對(duì)航天器可見(jiàn)、測(cè)站遮擋約束下航天器可見(jiàn)以及航天器天線正對(duì)地姿態(tài)平穩(wěn)情況下的無(wú)遮擋航天器可見(jiàn)三種情況，計(jì)算步驟1得到的幾何觀測(cè)弧段集合{U_i}，i＝1L，N、步驟2得到的無(wú)遮擋可見(jiàn)數(shù)據(jù)集合{B_i}，i＝1L，N和步驟3得到的測(cè)站遮擋約束模型下的航天器可見(jiàn)數(shù)據(jù)集合{S_i}，i＝1L，N的交集，即{U_i}∩{B_i}∩{S_i}，i＝1…，N，得到滿足各類約束計(jì)算的航天器跟蹤精細(xì)預(yù)報(bào)模型，實(shí)現(xiàn)測(cè)站精確跟蹤航天器。

所述步驟1的具體過(guò)程如下：

令地球固連坐標(biāo)系彈道序列表示為U_i＝{t_i,pos_i,vel_i}，i＝1,…N，N表示點(diǎn)數(shù)，t_i是時(shí)間，pos_i和vel_i分別是位置序列和速度序列；

相應(yīng)的測(cè)站地平系序列表示為M_i＝{t_i,R_i,A_i,E_i,D_i}(i＝1,…N)；

其中，R_i、A_i、E_i、D_i分別表示測(cè)站地平系的理論觀測(cè)值測(cè)距、方位角、俯仰角、測(cè)速，設(shè)進(jìn)出站仰角門限為e，通常設(shè)置為3°；

如果E_ie并且E_i+1≥e，i＝1,2...N，站點(diǎn)位于t_i和t_i+1之間，利用二分法迭代計(jì)算進(jìn)站點(diǎn)信息，令t^*＝(t_i+t_i+1)/2，拉格朗日插值計(jì)算出各時(shí)間點(diǎn)的地球固連坐標(biāo)系彈道，將其轉(zhuǎn)換為測(cè)站地平系的測(cè)量元素，依次計(jì)算t_i、t^*兩點(diǎn)的觀測(cè)俯仰角，如果t_i處的仰角E_ie并且t^*處仰角E^*≥e，則繼續(xù)對(duì)該區(qū)間進(jìn)行二分，直到分得的兩點(diǎn)仰角誤差小于10^-6即認(rèn)為收斂；否則進(jìn)站點(diǎn)位于t^*和t_i+1之間，對(duì)這個(gè)區(qū)間繼續(xù)進(jìn)行二分迭代計(jì)算出進(jìn)站點(diǎn)的測(cè)量元素；

如果E_i≥e并且E_i+1e，i＝1,2...N，則出站點(diǎn)位于t_i和t_i+1之間，利用二分法迭代計(jì)算進(jìn)站點(diǎn)信息，通過(guò)拉格朗日插值計(jì)算出站時(shí)刻的測(cè)量元素；

如果E_i-1≤E_i并且E_i≥E_i+1，則最高點(diǎn)位于t_i-1與t_i+1之間，利用二分法迭代計(jì)算進(jìn)站點(diǎn)信息，通過(guò)拉格朗日插值計(jì)算出最高時(shí)刻的測(cè)量元素；

通過(guò)上述過(guò)程得到滿足測(cè)站跟蹤航天器的幾何觀測(cè)弧段集合U_i＝(M_i-start,M_i-end),i＝1…,N，其中U_i＝(M_i-start,M_i-end),i＝1…,N，N指的是測(cè)站跟蹤航天器的弧段數(shù)，M_i-start和M_i-end分別指第i個(gè)跟蹤弧段的開(kāi)始時(shí)間及觀測(cè)信息和結(jié)束時(shí)間及觀測(cè)信息。