[發(fā)明專(zhuān)利]適用于大偏心率軌道密集星歷精密計(jì)算的快速處理方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010011887.X
• 申請(qǐng)日: 2020-01-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111209523B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-12-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐勁;戴志軍
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院紫金山天文臺(tái)
• 主分類(lèi)號(hào): G06F17/11
• 分類(lèi)號(hào): G06F17/11;G06F17/13;G06F17/15
• 代理公司: 南京鐘山專(zhuān)利代理有限公司 32252
• 代理人: 上官鳳棲

1.適用于大偏心率軌道密集星歷精密計(jì)算的快速處理方法，空間目標(biāo)的星歷計(jì)算對(duì)應(yīng)于具有初值的動(dòng)力學(xué)方程的求解，其特征在于：利用了非均勻插值基點(diǎn)構(gòu)造算法，針對(duì)星歷計(jì)算的快速處理方法包括如下步驟：

步驟一：初值計(jì)算，計(jì)算t₀時(shí)刻空間目標(biāo)的瞬時(shí)軌道半長(zhǎng)徑a₀、軌道周期和軌道偏心率e₀；

步驟二：引入時(shí)間變換參數(shù)δ，構(gòu)造軌道周期變換因子β；

步驟三：結(jié)合插值方法確定一個(gè)軌道周期內(nèi)的非均勻插值基點(diǎn)數(shù)量N；

步驟四：自初始基點(diǎn)t₀開(kāi)始，構(gòu)造一系列非均勻插值基點(diǎn){T_l}以及數(shù)值積分產(chǎn)生基點(diǎn)上的星歷值；

步驟五：根據(jù)非均勻插值基點(diǎn){T_l}以及插值基點(diǎn)上的星歷值，進(jìn)行密集星歷時(shí)刻{t_i}的插值計(jì)算，從而完成全部星歷計(jì)算。

2.如權(quán)利要求1所述的適用于大偏心率軌道密集星歷精密計(jì)算的快速處理方法，其特征在于：空間目標(biāo)的星歷計(jì)算對(duì)應(yīng)于如下動(dòng)力學(xué)方程的求解：

式中，為目標(biāo)所受的力，其中為地球質(zhì)心引力，為攝動(dòng)力，表示位置矢量，表示速度矢量，t表示時(shí)間；目標(biāo)在某歷元t₀時(shí)刻的位置矢量和速度矢量為已知，t_i,i＝1,2,3,…m為一系列指定的密集分布的時(shí)刻點(diǎn)，密集星歷計(jì)算問(wèn)題歸結(jié)為由已知的和求取目標(biāo)在t_i時(shí)刻的位置矢量和速度矢量由于t₀時(shí)刻有可能處于各t_i時(shí)刻覆蓋區(qū)間的某個(gè)中間位置，將集合{t_i}劃分為兩個(gè)子集和其中包含m_j個(gè)元素，m_j≥0，各元素按下標(biāo)j單調(diào)遞增，且有包含m_k個(gè)元素，m_k≥0，各元素按下標(biāo)k單調(diào)遞減，且有m_j+m_k＝m。

3.如權(quán)利要求2所述的適用于大偏心率軌道密集星歷精密計(jì)算的快速處理方法，其特征在于：步驟一中，初值計(jì)算包括t₀時(shí)刻空間目標(biāo)的瞬時(shí)軌道半長(zhǎng)徑a₀，軌道周期和軌道偏心率e₀：

式中，μ為地心引力常數(shù)；r₀為的模，和分別為目標(biāo)在t₀時(shí)刻的位置矢量和速度矢量。

4.如權(quán)利要求2所述的適用于大偏心率軌道密集星歷精密計(jì)算的快速處理方法，其特征在于：步驟二中，引入時(shí)間變換參數(shù)δ，構(gòu)造軌道周期變換因子β的表達(dá)式，并通過(guò)定積分得到β：

式中，β是一個(gè)常量，與軌道偏心率e和δ的取值相關(guān)，e用e₀代替，δ取0.3；E為偏近點(diǎn)角。

5.如權(quán)利要求4所述的適用于大偏心率軌道密集星歷精密計(jì)算的快速處理方法，其特征在于：步驟三中，以e和δ為離散型自變量，在選定插值方法的基礎(chǔ)上，通過(guò)數(shù)值實(shí)驗(yàn)確定滿(mǎn)足軌道計(jì)算精度要求的最小N值并造表；使用時(shí)，查表確定與確知e和δ對(duì)應(yīng)的N值。

6.如權(quán)利要求2所述的適用于大偏心率軌道密集星歷精密計(jì)算的快速處理方法，其特征在于：步驟四中，構(gòu)造插值基點(diǎn)的過(guò)程是以t₀作為初始基點(diǎn)，即有T₀＝t₀，T₀為初始基點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)刻，其上的星歷值和為已知，構(gòu)造一系列非均勻插值基點(diǎn){T_l}，以滿(mǎn)足基于密集星歷時(shí)刻{t_i}的插值計(jì)算要求，基點(diǎn)上的星歷值伴隨構(gòu)造過(guò)程同時(shí)產(chǎn)生。