[發明專利]一種地面運行控制系統實現星間鏈路日凌預報方法

有效

• 申請號: 202110607632.4
• 申請日: 2021-06-01
• 公開（公告）號: CN113472418B
• 公開（公告）日: 2022-04-19
• 發明（設計）人: 李小玉;趙書閣;李博;賀泉;康靜;劉奇
• 申請（專利權）人: 航天科工空間工程發展有限公司
• 主分類號: H04B7/185
• 分類號: H04B7/185
• 代理公司: 北京正理專利代理有限公司 11257
• 代理人: 陳君智

本發明的一個實施例公開了一種地面運行控制系統實現星間鏈路日凌預報方法，所述方法充分利用太陽?地球?衛星空間關系，考慮地影遮擋進而完成日凌預報，該方法能夠快速判斷星間鏈路是否受到日凌影響，計算星座系統內同鏈路同軌、同鏈路異軌、異鏈路同軌和異鏈路異軌四種情況下同時發生日凌的發射端衛星個數以及對應的日凌時長，輔助地面運行控制系統進行日凌規避策略和星間動態路由分配策略的制定。

技術領域

本發明涉及衛星通信技術領域，具體涉及一種地面運行控制系統實現星間鏈路日凌預報方法。

背景技術

在大型衛星星座內，同一個軌道面或相鄰的不同軌道面上衛星之間的通信稱為星間鏈路。日凌現象是指衛星星座相鄰衛星間激光通訊時鏈路的方向逆陽光方向近似呈直線關系時，太陽光電磁波對通信信號產生一定干擾，并影響激光通信設備壽命的一種現象。

衛星星座的軌道構型為Walker型，這是一種在空間中均勻分布的星座形式。這種星座構型中，相鄰兩個軌道面的升交點赤經相差ΔΩ，ΔΩ＝Ω_s/M，Ω_s為升交點赤經散布，M為星座中的軌道面個數。Δu_in為同一個軌道面內相鄰衛星的相位差，N為一個軌道面內的衛星個數，Δu_out為當一個軌道面內的一顆衛星通過赤道時，緊接著它的東側相鄰軌道面上通過赤道的衛星之間的緯度幅角之差；F為相位因子。

衛星星座在空間運行期間，在地球引力場和空間環境攝動力的影響下，實際運行軌道根數呈現長期、短期、長周期和短周期的震蕩漂移現象。地球引力場分布函數隨緯度和經度的變化，衛星軌道面在以地球非球形引力J2項為主的攝動力影響下，在地心慣性坐標系下發生較為緩慢的進動。與此同時，隨著地球的繞日公轉運動，照射地球的太陽光線方向也會發生變化。夏至時太陽的直射點在北回歸線附近，冬至時太陽直射點在南回歸線附近。因此，大型星座中衛星之間的通信鏈路與太陽光方向的夾角隨著時間的變化改變，與星座當前的空間構型、軌道根數有關，與衛星是否在地影中有關，與當前時刻的太陽-地球相對位置有關，時空關系復雜。

發明內容

本發明的目的在于提供一種地面運行控制系統實現星間鏈路日凌預報方法，所述方法充分利用太陽-地球-衛星空間關系，考慮地影遮擋進而完成日凌預報，該方法能夠快速判斷星間鏈路是否受到日凌影響，計算星座系統內同鏈路同軌、同鏈路異軌、異鏈路同軌和異鏈路異軌四種情況下同時發生日凌的發射端衛星個數以及對應的日凌時長，輔助地面運行控制系統進行日凌規避策略和星間動態路由分配策略的制定。

為達到上述目的，本發明采用下述技術方案：

本發明一方面提供一種地面運行控制系統實現星間鏈路日凌預報方法，所述方法包括：

S10：獲取衛星星座中各個衛星的數據，根據預設的日凌預報時長精度確定軌道面采樣點個數K和一個軌道面內衛星位置采樣點個數J；并根據星座構型得到衛星位置采樣點上衛星構成的所有典型鏈路采樣點，同時得到所有典型鏈路采樣點上的發射端衛星和接收端衛星在慣性坐標系下的位置坐標，其中發射端衛星到接收端衛星進行激光通信構成的鏈路為一個星間鏈路；

S12：根據預設的日凌預報時長精度確定太陽位置采樣點個數S，并生成太陽位置采樣點數據；

S14：根據預設的地影條件區，分別判斷每個鏈路方向上，在第s個太陽采樣點時，典型鏈路采樣點中的發射端衛星是否處在預設的地影條件區；若是，則刪除該典型鏈路采樣點；若否，則保留該典型鏈路采樣點；

S16：計算在第s個太陽采樣點時，太陽光矢量和所有保留的典型鏈路采樣點中每個星間鏈路的鏈路方向的夾角，進而判斷所述星間鏈路是否會發生日凌，若發生則記錄該星間鏈路的鏈路方向、第s個太陽采樣點的太陽赤道經度、太陽赤道緯度、該星間鏈路的發射端衛星緯度幅角和該星間鏈路的發射端衛星所在軌道面的升交點赤經作為日凌信息；