[發(fā)明專利]一種星體對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)太陽帆板遮擋面積的分析方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110029028.8
• 申請(qǐng)日: 2021-01-08
• 公開（公告）號(hào): CN112613197B
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林曉冬;張銳;師晨光;孫興哲;謝祥華;黃志偉;嚴(yán)玲玲
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院;上海微小衛(wèi)星工程中心
• 主分類號(hào): G06F30/20
• 分類號(hào): G06F30/20;G06F119/14
• 代理公司: 上海智晟知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 31313
• 代理人: 李鏑的

1.一種星體對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)太陽帆板遮擋面積的分析方法，其特征在于，采用了一種結(jié)合建模軟件、模型轉(zhuǎn)化軟件、衛(wèi)星數(shù)學(xué)仿真系統(tǒng)和可視化實(shí)時(shí)計(jì)算系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)可視化的分析方法，包括如下步驟：

將衛(wèi)星設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圖通過建模軟件導(dǎo)出和模型轉(zhuǎn)化軟件轉(zhuǎn)化并進(jìn)行參數(shù)調(diào)整，得到可被可視化實(shí)時(shí)計(jì)算系統(tǒng)識(shí)別的模型文件，其中所述模型文件包括：固定部件，由星體設(shè)置；轉(zhuǎn)動(dòng)部件，由帶SADA驅(qū)動(dòng)的帆板設(shè)置；

建立衛(wèi)星數(shù)學(xué)仿真系統(tǒng)，生成并輸出信息，其中所述信息包括衛(wèi)星軌道動(dòng)力學(xué)信息、衛(wèi)星姿態(tài)動(dòng)力學(xué)信息、衛(wèi)星SADA轉(zhuǎn)動(dòng)模型信息；

在可視化實(shí)時(shí)計(jì)算系統(tǒng)中進(jìn)行衛(wèi)星模型的配置，其中包括將模型文件導(dǎo)入可視化實(shí)時(shí)計(jì)算系統(tǒng)中，完成轉(zhuǎn)動(dòng)部件轉(zhuǎn)動(dòng)特性的設(shè)置，并完成部件與外部接口的定義，其中所述轉(zhuǎn)動(dòng)部件轉(zhuǎn)動(dòng)特性包括轉(zhuǎn)動(dòng)軸、轉(zhuǎn)動(dòng)方向及轉(zhuǎn)動(dòng)范圍；

在可視化實(shí)時(shí)計(jì)算系統(tǒng)中進(jìn)行衛(wèi)星運(yùn)行的配置，其中包括將衛(wèi)星軌道動(dòng)力學(xué)信息、衛(wèi)星姿態(tài)動(dòng)力學(xué)信息以數(shù)據(jù)流的形式跟可視化實(shí)時(shí)計(jì)算系統(tǒng)進(jìn)行交互，轉(zhuǎn)動(dòng)部件根據(jù)衛(wèi)星SADA轉(zhuǎn)動(dòng)模型信息輸出實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)；

在可視化實(shí)時(shí)計(jì)算系統(tǒng)中進(jìn)行在軌運(yùn)行可視化與期望的驗(yàn)證；

在可視化實(shí)時(shí)計(jì)算系統(tǒng)中建立分析工作所需的坐標(biāo)系、向量和面，并將數(shù)據(jù)導(dǎo)出，其中建立分析工作所需的坐標(biāo)系、向量和面包括建立衛(wèi)星本體坐標(biāo)系、帆板坐標(biāo)系、太陽向量、衛(wèi)星本體的包絡(luò)向量、帆板的包絡(luò)向量；根據(jù)太陽向量建立的衛(wèi)星本體的包絡(luò)向量在帆板上的投影向量；將數(shù)據(jù)導(dǎo)出包括如下步驟：基于衛(wèi)星本體坐標(biāo)系，確定帆板的頂點(diǎn)坐標(biāo)、衛(wèi)星星體頂點(diǎn)坐標(biāo)、衛(wèi)星星體上的突出物輪廓坐標(biāo)、衛(wèi)星軌道參數(shù)、世界時(shí)和太陽傾角；將上述數(shù)據(jù)通過轉(zhuǎn)化矩陣轉(zhuǎn)化到帆板坐標(biāo)系下；按照可設(shè)置的時(shí)間間隔通過可視化實(shí)時(shí)計(jì)算系統(tǒng)報(bào)表的形式導(dǎo)出數(shù)據(jù)；以及

根據(jù)導(dǎo)出的數(shù)據(jù)進(jìn)行星體對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)太陽帆板遮擋面積的計(jì)算，其中包括下列步驟：利用數(shù)據(jù)分析工具，將各個(gè)點(diǎn)在帆板坐標(biāo)系下進(jìn)行顯示，并將各坐標(biāo)點(diǎn)連接起來形成包絡(luò)；采用蒙特卡洛算法對(duì)各包絡(luò)之間的相交面積求積分得到相交面積；隨著時(shí)間序列的前進(jìn)，實(shí)時(shí)計(jì)算當(dāng)前時(shí)間的相交面積；相交面積為星體對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)太陽帆板遮擋面積，在可視界面中進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示；其中將各坐標(biāo)點(diǎn)連接起來形成包絡(luò)包括：將帆板的頂點(diǎn)直接相連，表征帆板的包絡(luò)；將星體頂點(diǎn)在帆板上的投影點(diǎn)凸包連接，表征星體的包絡(luò)投影；將星體上突出物輪廓凸包連接，表征星體上突出物輪廓的包絡(luò)投影。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述衛(wèi)星軌道動(dòng)力學(xué)信息包括：根據(jù)初始軌道信息和軌控信息實(shí)時(shí)解算得到的衛(wèi)星在軌位置信息。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述衛(wèi)星姿態(tài)動(dòng)力學(xué)信息包括：根據(jù)任務(wù)和工作模式實(shí)時(shí)解算得到的衛(wèi)星在軌指向信息。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述衛(wèi)星SADA轉(zhuǎn)動(dòng)模型信息包括：根據(jù)SADA轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)引率實(shí)時(shí)解算得到的帆板與衛(wèi)星本體系的位置關(guān)系信息。