[發明專利]多約束條件下航天器跟蹤預報方法

有效

• 申請號: 201910329803.4
• 申請日: 2019-04-23
• 公開（公告）號: CN110161493B
• 公開（公告）日: 2023-05-02
• 發明（設計）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（專利權）人: 中國西安衛星測控中心
• 主分類號: G01S13/72
• 分類號: G01S13/72;G06F17/16
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 涂秀清

本發明公開的多約束條件下航天器跟蹤預報方法，首先，建立測站跟蹤預報航天器的幾何模型，得到測站跟蹤航天器的幾何觀測弧段集合；其次，構建航天器天線正對地姿態平穩情況下的無遮擋約束模型，確定出航天器可見的數據集合；然后，建測站遮擋的約束模型，確定出測站對航天器可見的時間數據集合；最后，計算幾何觀測弧段集合、無遮擋約束模型下航天器可見的數據集合和遮擋的約束模型下航天器可見的時間數據集合的交集得到滿足各類約束的航天器跟蹤精細預報模型，實現測站精確跟蹤航天器，有效解決原地面跟蹤弧段計算不精確的問題。

技術領域

本發明屬于在軌航天器測控管理技術領域，具體涉及一種多約束條件下航天器跟蹤預報方法。

背景技術

目前，進行航天器任務規劃時，使用的測站跟蹤預報沒有考慮測站周邊環境地貌遮擋，在跟蹤開始前，僅由測站通報地面遮擋角度，且預報計算過程未考慮航天器本體天線遮擋情況，導致任務規劃僅是粗略過程，無法滿足精細化全測控流程任務規劃。

根據測站周邊環境地貌遮擋及航天器本體天線遮擋兩個約束條件，在引入航天器姿態的情況下，計算測站對航天器的跟蹤預報，能夠有效提高測站預報精度。

發明內容

本發明的目的是提供一種多約束條件下航天器跟蹤預報方法，解決了傳統跟蹤預報方法沒有考慮到地面站遮擋及航天器自身遮擋的因素，導致測站跟蹤預報粗放的問題。

本發明所采用的技術方案是，多約束條件下航天器跟蹤預報方法，具體操作過程包括如下步驟：

步驟1，建立測站跟蹤預報航天器的幾何模型，得到測站跟蹤航天器的幾何觀測弧段集合{U_i}(i＝1…,N)；

步驟2，構建航天器天線正對地姿態平穩情況下的無遮擋約束模型，確定出航天器可見的數據集合{B_i}(i＝1…,N)；

步驟3，建測站遮擋的約束模型，確定出測站對航天器可見的數據集合{S_i}(i＝1…,N)；

步驟4，綜合考慮測站對航天器可見、測站遮擋約束下航天器可見以及航天器天線正對地姿態平穩情況下的無遮擋航天器可見三種情況，計算步驟1得到的幾何觀測弧段集合{U_i}(i＝1…,N)、步驟2得到的無遮擋可見數據集合{B_i}(i＝1…,N)和步驟3得到的測站遮擋約束模型下的航天器可見數據集合{S_i}(i＝1…,N)的交集，即{U_i}∩{B_i}∩{S_i}(i＝1…,N}，得到滿足各類約束計算的航天器跟蹤精細預報模型，實現測站精確跟蹤航天器。

本發明的其他特點還在于，

步驟1的具體過程如下：

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

相應的測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分別表示測站地平系的理論觀測值測距、方位角、俯仰角、測速，設進出站仰角門限為e，通常設置為3°；