[發明專利]適用于對地光學探測星座陽光干擾的通用分析方法

有效

• 申請號: 202110340727.4
• 申請日: 2021-03-30
• 公開（公告）號: CN113176072B
• 公開（公告）日: 2022-08-12
• 發明（設計）人: 俞潔;陳祥;宋效正;郭海波;任秉文;張凌燕
• 申請（專利權）人: 上海衛星工程研究所
• 主分類號: G01M11/00
• 分類號: G01M11/00;G06F30/20;B64G7/00
• 代理公司: 上海段和段律師事務所 31334
• 代理人: 李佳俊;郭國中

本發明提供了一種適用于對地光學探測星座陽光干擾的通用分析方法，包括如下步驟：根據衛星高度、軌道面太陽角獲得單星每軌陽光干擾特性；根據單軌道面內衛星分布特性、單星每軌陽光干擾特性，獲得單軌道面所有衛星陽光干擾特性；根據衛星軌道高度、衛星軌道傾角獲得衛星在軌運行過程中光照回歸周期；根據衛星光照回歸周期，獲取星座內所有軌道面太陽角分布；根據光照回歸周期內所有軌道面的太陽角分布，結合上述的結果，篩選極端工況；建立極端工況仿真場景，計算獲取星座陽光干擾影響的分析結果。本發明通過從單星出發、繼而到單軌道面，最終到多軌道面星座，分析原理清晰，方法簡單，避免大計算量分析過程，最終將陽光干擾影響簡化為統計分析。

技術領域

本發明涉及衛星探測技術領域，具體地，涉及一種適用于對地光學探測星座陽光干擾的通用分析方法。

背景技術

衛星在軌運行執行對地光學探測的過程中，無可避免地將受到陽光干擾而存在不可用時間。星座受陽光干擾無法工作的時段是衡量衛星星座組網設計性能的重要指標。

經過檢索，僅有1篇關于臨邊(非對地)探測太陽干擾分析論文，該論文中是基于數值方法對臨邊探測太陽進行干擾分析，需要經過大量的數值計算才能得到星座在軌運行過程中受陽光干擾性能下降的能力邊界值，因此不具備普遍推廣性。

因此，亟需研發一種采用一面內多星、多軌道面組網構建全球覆蓋星座是提升衛星對地觀測能力的有效方法，無需進行大量的數值計算，即可獲得星座在軌運行過程中受陽光干擾性能下降的能力邊界值。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種適用于對地光學探測星座陽光干擾的通用分析方法，在本質上剖析太陽對衛星對地探測的影響，進而獲得整個衛星星座對地觀測受太陽干擾的性能，層層遞進，由點帶面，無需進行大量的數值計算，即可獲得星座在軌運行過程中受陽光干擾性能下降的能力邊界值。

根據本發明提供的一種適用于對地光學探測星座陽光干擾的通用分析方法，包括如下步驟：

步驟S1：根據衛星高度、軌道面太陽角獲得單星每軌陽光干擾特性；

步驟S2：根據單軌道面內衛星分布特性、單星每軌陽光干擾特性，獲得單軌道面所有衛星陽光干擾特性；

步驟S3：根據衛星軌道高度、衛星軌道傾角獲得衛星在軌運行過程中光照回歸周期；

步驟S4：根據衛星光照回歸周期，獲取星座內所有軌道面太陽角分布；

步驟S5：根據光照回歸周期內所有軌道面的太陽角分布，結合步驟S1至步驟S4的結果，篩選極端工況；

步驟S6：建立極端工況仿真場景，計算獲取星座陽光干擾影響的分析結果；

單星每軌陽光干擾特性包含一軌內的地影時間和一軌內星地矢量與太陽光的夾角，即地影期內光學衛星能夠工作，夾角小于相機規避角則光學衛星不可工作；

單軌道面內衛星分布特性是指一個軌道面有幾顆星，幾顆星在一個軌道面內的相互的間隔角度，由星座設計結果決定，是輸入條件；

光照回歸周期是衛星光照條件嚴格重復的周期，即衛星軌道面與太陽的瞬時幾何關系和后續的變化開始與一個周期前重復。

優選地，極端工況是指根據步驟S2獲得的同時被干擾最多星數對應的軌道面太陽角范圍，結合步驟S4的結果，獲取軌道面太陽角同時位于該范圍內的軌道面數，最多時，為極端工況。

優選地，軌道面太陽角是衛星指向太陽矢量和衛星軌道面的夾角，定義為β角；

一軌內的地影時間和衛星軌道高度和β角的關系為：

sin(地球半張角)＝地球半徑/(地球半徑+軌道高度)；