[發(fā)明專利]一種基于低中高軌的復(fù)雜異構(gòu)導(dǎo)航星座實(shí)現(xiàn)方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210100243.7
• 申請(qǐng)日: 2022-01-27
• 公開（公告）號(hào): CN114545462A
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡敏;阮永井;薛文;張雅聲;宿晨庚;孟軼男;云朝明;孫天宇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)人民解放軍戰(zhàn)略支援部隊(duì)航天工程大學(xué)
• 主分類號(hào): G01S19/38
• 分類號(hào): G01S19/38;G06F30/20
• 代理公司: 北京聿宏知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11372
• 代理人: 胡曉男;吳昊

1.一種基于低中高軌的復(fù)雜異構(gòu)導(dǎo)航星座實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，包括：

確定復(fù)雜異構(gòu)導(dǎo)航星座包括低軌子星座和中高軌子星座；

設(shè)計(jì)能夠獨(dú)立于中高軌子星座進(jìn)行導(dǎo)航工作的低軌子星座，包括：

判斷是否需要考慮南北極的覆蓋：

若不需要考慮南北極的覆蓋，確定低軌子星座的構(gòu)型包括低軌Walker星座，并設(shè)計(jì)低軌Walker星座的第一變量，所述第一變量包括軌道高度、軌道傾角、衛(wèi)星數(shù)目、軌道面數(shù)和相位因子；

若需要考慮南北極的覆蓋，則確定低軌子星座的構(gòu)型包括低軌Walker星座和極軌星座，設(shè)計(jì)低軌Walker星座的第一變量和極軌星座的第二變量，所述第二變量包括進(jìn)動(dòng)速度、回歸軌道、極軌星座參數(shù)和升交點(diǎn)赤經(jīng)；

設(shè)計(jì)能夠獨(dú)立于低軌子星座進(jìn)行導(dǎo)航工作且滿足空間服務(wù)域需求的中高軌子星座，包括：

確定中高軌子星座包括相互間獨(dú)立進(jìn)行導(dǎo)航工作的高軌子星座和中軌子星座；

在高軌子星座和中軌子星座中，衛(wèi)星間采用星間鏈路進(jìn)行互聯(lián)互通，以在部分衛(wèi)星失效的情況下高軌子星座和中軌子星座也能夠進(jìn)行工作。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于低中高軌的復(fù)雜異構(gòu)導(dǎo)航星座實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，所述設(shè)計(jì)低軌Walker星座的第一變量，包括：

設(shè)計(jì)軌道高度，包括：初步估計(jì)軌道半徑范圍；運(yùn)用回歸條件估算衛(wèi)星的回歸圈數(shù)；再次利用回歸條件計(jì)算衛(wèi)星的運(yùn)行周期；利用衛(wèi)星的運(yùn)行周期計(jì)算軌道半徑，進(jìn)而計(jì)算出軌道高度；

設(shè)計(jì)軌道傾角，包括：針對(duì)南北極以外的覆蓋地區(qū)設(shè)計(jì)軌道傾角；

設(shè)計(jì)衛(wèi)星數(shù)目、軌道平面數(shù)和相位因子。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于低中高軌的復(fù)雜異構(gòu)導(dǎo)航星座實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，設(shè)計(jì)所述極軌星座的第二變量，包括：

選擇極軌星座的進(jìn)動(dòng)速度，使其與低軌Walker星座的進(jìn)動(dòng)速度保持一致；

初步確定極軌星座的軌道傾角范圍、軌道高度范圍；

選取極軌星座的回歸軌道，并以軌道傾角范圍和軌道高度范圍為優(yōu)化參數(shù)邊界，選取覆蓋性能增強(qiáng)效果最佳的極軌星座參數(shù)；

以設(shè)定步長(zhǎng)選取升交點(diǎn)赤經(jīng)差，分析不同升交點(diǎn)赤經(jīng)差的情況下低軌Walker星座和極軌星座混合的構(gòu)型的覆蓋性能，選擇覆蓋性能最佳的升交點(diǎn)赤經(jīng)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于低中高軌的復(fù)雜異構(gòu)導(dǎo)航星座實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，所述高軌子星座包括GEO軌道衛(wèi)星和IGSO軌道衛(wèi)星。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于低中高軌的復(fù)雜異構(gòu)導(dǎo)航星座實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，所述中軌子星座包括MEO軌道衛(wèi)星。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于低中高軌的復(fù)雜異構(gòu)導(dǎo)航星座實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，所述設(shè)計(jì)衛(wèi)星數(shù)目、軌道平面數(shù)和相位因子，包括：

以對(duì)服務(wù)區(qū)域提供至少兩重覆蓋和/或可見衛(wèi)星數(shù)量盡可能多為目標(biāo)，設(shè)計(jì)衛(wèi)星數(shù)目、軌道平面數(shù)和相位因子。

7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于低中高軌的復(fù)雜異構(gòu)導(dǎo)航星座實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，所述初步確定極軌星座的軌道傾角范圍、軌道高度范圍，包括：

初步確定極軌星座的軌道傾角范圍為80°～100°，初步確定極軌星座的軌道高度范圍為700km～1500km。

8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于低中高軌的復(fù)雜異構(gòu)導(dǎo)航星座實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，所述設(shè)定步長(zhǎng)為10°。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于低中高軌的復(fù)雜異構(gòu)導(dǎo)航星座實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，所述設(shè)計(jì)能夠獨(dú)立于低軌子星座進(jìn)行導(dǎo)航工作且滿足空間服務(wù)域需求的中高軌子星座，還包括：

將中軌子星座部署在利于提升當(dāng)前時(shí)刻高軌子星座導(dǎo)航性能的軌道上；

在需要將中高軌子星座拓展到全球范圍進(jìn)行導(dǎo)航時(shí)，對(duì)中高軌子星座的衛(wèi)星進(jìn)行軌道調(diào)整，實(shí)現(xiàn)星座重構(gòu)。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于低中高軌的復(fù)雜異構(gòu)導(dǎo)航星座實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，所述設(shè)計(jì)能夠獨(dú)立于低軌子星座進(jìn)行導(dǎo)航工作且滿足空間服務(wù)域需求的中高軌子星座，還包括：

利用導(dǎo)航天線的主瓣邊緣和旁瓣性能，提高星座衛(wèi)星的空間服務(wù)域性能，以滿足空間服務(wù)域需求。