[發(fā)明專利]近地小行星撞擊軌道的生成方法和裝置

有效

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• 申請日: 2021-03-04
• 公開（公告）號: CN112861373B
• 公開（公告）日: 2023-09-01
• 發(fā)明（設計）人: 劉靜;楊志濤;程昊文
• 申請（專利權）人: 中國科學院國家天文臺
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F111/08;G06F111/10
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 任巖

本發(fā)明公開了一種近地小行星撞擊軌道的生成方法，包括：根據近地小行星在當前時刻的軌道參量和地球在當前時刻的位置量，計算近地小行星模擬撞擊地球的軌道的軌道根數；根據軌道根數計算近地小行星形成撞擊地球的軌道的概率；通過蒙特卡洛仿真方法生成一隨機數；將隨機數與概率進行比較，以判斷近地小行星是否構成威脅，隨機數是通過隨機數函數生成的隨機數；若隨機數大于概率，則近地小行星不構成潛在威脅；若隨機數小于等于概率，則近地小行星構成潛在威脅；本發(fā)明公開的方法，可以快速的篩選出具有威脅性的近地小行星的撞擊軌道，簡便易行，降低了計算量。本發(fā)明還公開了一種近地小行星撞擊軌道的生成裝置。

技術領域

本發(fā)明涉及近地小行星監(jiān)測預警及防御應對的技術領域，尤其是涉及一種近地小行星撞擊軌道的生成方法和裝置，可適用于快速生成近地小行星撞擊軌道集，應用于與近地小行星相關的多個研究領域，如監(jiān)測分析、編目分析、風險評估、防御應對分析等。

背景技術

近地小行星是軌道近日點在1.3倍日地平均距離以內的小行星，目前發(fā)現數目已超過23000顆，但與理論模型相比仍然存在大量尚未被發(fā)現的近地小行星。由于近地小行星的運行軌道與地球軌道接近，的確存在與地球發(fā)生碰撞的可能，并且其速度高達幾十公里每秒，一旦與地球碰撞會產生巨大的撞擊能量并容易造成大的災難。為了有效應對近地小行星撞擊威脅，盡量避免或減緩此類撞擊事件造成的危害，需要充分研究可能撞擊地球的近地小行星的動力學及幾何分布規(guī)律，建立高效的監(jiān)測網絡，對近地小行星進行搜索發(fā)現和跟蹤監(jiān)測，進而實現對危險事件的預警甚至防御應對。因此，通過數值仿真模擬生成近地小行星撞擊地球軌道，對研究分析其動力學及幾何分布規(guī)律具有重要意義。

傳統(tǒng)方法采用蒙特卡洛方法模擬上億顆近地小行星的軌道集，然后采用數值積分方法對每條軌道進行預報以篩選出其中的撞擊軌道。該方法計算量巨大、計算耗時很長，不便于大樣本量的充分研究，因此有必要發(fā)展一種新的快速的近地小行星撞地軌道生成方法。

發(fā)明內容

為了解決上述技術問題，本發(fā)明公開了一種近地小行星撞擊軌道的生成方法，可以快速的生成近地小行星的撞擊軌道，降低了計算量。縮短了計算耗時，適用于大樣本量的研究。

本發(fā)明公開了一種近地小行星撞擊軌道的生成方法，包括：

根據近地小行星在當前時刻的軌道參量和地球在當前時刻的位置量，計算所述近地小行星模擬撞擊地球的軌道的軌道根數；

根據所述軌道根數計算所述近地小行星形成撞擊地球的軌道的概率；

通過蒙特卡洛仿真方法生成一隨機數r；

將所述隨機數與所述概率進行比較，以判斷所述近地小行星是否構成威脅，其中，所述隨機數是通過隨機數函數生成的隨機數；

若所述隨機數大于所述概率，則所述近地小行星不構成潛在威脅，舍棄所述近地小行星模擬撞擊地球的軌道；

若所述隨機數小于等于所述概率，則所述近地小行星構成潛在威脅，保留所述近地小行星模擬撞擊地球的軌道為所述撞擊軌道。

根據本發(fā)明的一些實施例，所述近地小行星軌道參量包括半長軸、偏心率和軌道傾角；

所述軌道根數包括平近點角、近日點幅角和升交點赤經；

其中，

由真近點角通過開普勒運動方程計算得到所述平近點角M，所述真近點角通過公式(1)計算得出：

r_Ast表示小行星的日心距，r_E表示地球的日心距，a表示小行星半長軸、e表示小行星偏心率，f表示真近點角，(X_E，Y_E，Z_E)表示地球在黃道坐標系下的位置量；

所述近日點幅角通過公式(2)計算得出：