[發(fā)明專利]一種基于分布式感知單元的熱層大氣密度預測方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010036996.7
• 申請日: 2020-01-14
• 公開（公告）號: CN111259310B
• 公開（公告）日: 2023-05-12
• 發(fā)明（設計）人: 劉衛(wèi);劉四清;龔建村;羅冰顯;王榮蘭;師立勤
• 申請（專利權）人: 中國科學院國家空間科學中心
• 主分類號: G06F17/10
• 分類號: G06F17/10
• 代理公司: 北京方安思達知識產(chǎn)權代理有限公司 11472
• 代理人: 陳琳琳;武玥

1.一種基于分布式軌道大氣感知單元熱層大氣密度預測方法，其特征在于，該方法包括：

將熱層大氣劃分成多個切面，每個切面對應的軌道面內(nèi)運行的多個空間目標作為分布式軌道大氣感知單元，獲得P個分布式軌道大氣感知單元；

基于每個分布式軌道大氣感知單元的軌道數(shù)據(jù)，并結(jié)合能量耗散率或半長軸衰減，計算每個分布式軌道大氣感知單元所在的軌道面熱層大氣密度修正比值；

周期性動態(tài)選取不同地方時、均勻分布在P個分布式軌道大氣感知單元的多個空間目標；

在所有P個分布式軌道大氣感知單元上，利用修正比值和熱層大氣密度模型的大氣密度，每2～30s計算空間目標在對應軌道面上空間點的大氣密度，進而3～24h周期性獲取全空間大氣密度數(shù)據(jù)集{ρ_O}；

將獲得的全空間大氣密度數(shù)據(jù)集{ρ_O}作為校正數(shù)據(jù)，采用熱層邊界溫度球諧系數(shù)展開修正方法，對熱層大氣密度模型進行動態(tài)修正，使用微分修正方法，計算球諧系數(shù)；

利用計算的球諧系數(shù)，計算修正后的拐點溫度和外逸層溫度，構成熱層大氣密度修正模型，利用熱層大氣密度修正模型，獲得動態(tài)修正后的熱層大氣密度，實現(xiàn)預測未來空間任意位置的大氣密度；

所述基于每個分布式軌道大氣感知單元的軌道數(shù)據(jù)，并結(jié)合半長軸衰減，計算每個分布式軌道大氣感知單元所在的軌道面熱層大氣密度修正比值；具體為：

所述分布式軌道大氣感知單元的軌道數(shù)據(jù)包括：軌道半長軸數(shù)據(jù)；其中，所述軌道半長軸數(shù)據(jù)包括：大氣阻力攝動加速度、大氣阻尼引起的衛(wèi)星軌道半長軸變化率和衛(wèi)星軌道半長軸；

獲得大氣阻力攝動加速度a_drag：

其中，彈道系數(shù)BC＝C_DA/m；C_D為衛(wèi)星阻力系數(shù)；A，m分別是衛(wèi)星迎風面積和質(zhì)量；v_r是衛(wèi)星相對大氣的速度矢量；

獲得大氣阻尼引起的衛(wèi)星軌道半長軸變化率

其中，a為衛(wèi)星軌道半長軸；v為衛(wèi)星速度；μ為地球引力常數(shù)；

積分可得兩個軌道數(shù)據(jù)歷元時間t₁,t₂區(qū)間內(nèi)，計算分布式軌道大氣感知單元所在軌道面的平均大氣密度

其中，為時間t₁,t₂區(qū)間內(nèi)，大氣阻尼引起的軌道半長軸的變化量；μ為地球引力常數(shù)；為時刻t對應的軌道半長軸的平方；v_t為時刻t對應的衛(wèi)星速度；為衛(wèi)星相對大氣速度的平方；

同時期該分布式軌道大氣感知單元所在軌道面上的熱層模型密度均值表示為：

其中，ρ_M為熱層大氣密度模型的大氣密度；

該時期，第P個分布式軌道大氣感知單元的大氣密度修正比值λ_p，即分布式軌道大氣感知單元所在軌道面上的大氣密度修正比值，其表示為：

2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述多個空間目標中，每個空間目標所在的軌道高度小于800km、傾角在90±15度范圍內(nèi)、具有球形或方形的目標構型特征和自旋速率小于10度/天的姿態(tài)穩(wěn)定特征。