[發(fā)明專利]一種基于幾何解析法的廣域目標(biāo)搜索星座設(shè)計方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110315168.1
• 申請日: 2021-03-24
• 公開（公告）號: CN113591263A
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 范林東;戴路;王國剛;胡建龍;孟德利;劉東宸
• 申請（專利權(quán)）人: 長光衛(wèi)星技術(shù)有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F119/20
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠(yuǎn)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 23211
• 代理人: 劉景祥

1.一種基于幾何解析法的廣域目標(biāo)搜索星座設(shè)計方法，其特征在于，所述廣域目標(biāo)搜索星座設(shè)計方法包括以下步驟：

步驟1：建立衛(wèi)星軌道運(yùn)動模型；

步驟2：基于步驟1的衛(wèi)星軌道運(yùn)動模型，計算星下點(diǎn)的軌跡；

步驟3：基于步驟2的星下點(diǎn)的軌跡或先驗知識，確定衛(wèi)星軌道傾角；

步驟4；基于步驟2的星下點(diǎn)的軌跡，計算成像幅寬；

步驟5：基于成像幅寬與約束條件，建立軌道高度與相機(jī)半視場角的約束關(guān)系；

步驟6：基于步驟4的成像幅寬參數(shù)，計算赤道幅寬；

步驟7：基于步驟6的赤道幅寬參數(shù)，計算單軌道面衛(wèi)星數(shù)量；

步驟8：基于步驟7的單軌道面衛(wèi)星數(shù)量，計算星下點(diǎn)軌跡交叉緯度，即形成混合星座；

步驟9：對步驟8的星下點(diǎn)軌跡交叉緯度，增強(qiáng)重訪能力，提升混合星座的性能。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于幾何解析法的廣域目標(biāo)搜索星座設(shè)計方法，其特征在于，所述步驟1的建立衛(wèi)星軌道運(yùn)動模型具體為，根據(jù)牛頓萬有引力公式：

其中F為兩個物體之間的引力，G為萬有引力常量，r為兩個物體之間的距離；

描述衛(wèi)星相對地球運(yùn)動基本方程為：

其中μ為地球引力常數(shù)，t為運(yùn)動時間；

地球引力位函數(shù)的一般形式為：

其中R_e為地球平均赤道半徑，J為地球不均勻系數(shù)，帶諧項和田諧項系數(shù)，m和n為引力位階數(shù)，P為勒讓德多項式，λ為地心經(jīng)度，為地心緯度。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于幾何解析法的廣域目標(biāo)搜索星座設(shè)計方法，其特征在于，所述步驟2計算星下點(diǎn)的軌跡具體為，

其中，φ和λ分別為地心緯度和地心經(jīng)度，常數(shù)項C為衛(wèi)星當(dāng)圈的升交點(diǎn)地理經(jīng)度，w_e為地球自轉(zhuǎn)角速度，w_u＝du/dt為緯度幅角的變化率，i為軌道傾角，針對小偏心率軌道采用近似公式：

由J₂造成的Ω的平均變化率公式為：

其中W_Ω為升交點(diǎn)赤經(jīng)變化率，a為軌道半長軸，e為軌道偏心率。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述一種基于幾何解析法的廣域目標(biāo)搜索星座設(shè)計方法，其特征在于，所述步驟4計算成像幅寬具體為，根據(jù)公式(6)則相機(jī)的地面幅寬W_s為，

其中θ為相機(jī)的半視場角，H為衛(wèi)星的軌道高度。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于幾何解析法的廣域目標(biāo)搜索星座設(shè)計方法，其特征在于，所述步驟5的約束條件包括光學(xué)遙感衛(wèi)星的軌道高度選擇范圍為300km～1000km；載荷相機(jī)的像元基礎(chǔ)分辨率為3m@500km，搜索模式下成像分辨率不低于5m。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述一種基于幾何解析法的廣域目標(biāo)搜索星座設(shè)計方法，其特征在于，所述步驟5的建立軌道高度與相機(jī)半視場角的約束關(guān)系具體為，設(shè)相機(jī)視場邊緣的分辨率為D，D≤5m，則有：

其中H為衛(wèi)星的軌道高度。