[發明專利]一種星歷無更新條件下天基物聯網終端的軌道預報方法

在審

• 申請號: 202211094763.8
• 申請日: 2022-09-08
• 公開（公告）號: CN115406448A
• 公開（公告）日: 2022-11-29
• 發明（設計）人: 易玉婷;鄧偉;李基武
• 申請（專利權）人: 深圳市微聯星智科技有限公司
• 主分類號: G01C21/24
• 分類號: G01C21/24
• 代理公司: 北京律譜知識產權代理有限公司 11457
• 代理人: 孟德洲

本申請公開了一種星歷無更新條件下天基物聯網終端的軌道預報方法，該方法包括：數據初始化，并獲取預設時刻的TLE數據；調用兩行根數擬合預測模型，基于預測模型及預設的TLE數據，計算兩行根數預測值；根據兩行根數預測值，計算衛星的入境與出境時間。通過本申請中的技術方案，有助于在星歷無更新條件下提高天基物聯網終端軌道預報的精度。

技術領域

本申請涉及衛星軌道預報的技術領域，具體而言，涉及一種星歷無更新條件下天基物聯網終端的軌道預報方法。

背景技術

目前天基物聯網正處于建設期，天上通信衛星數量有限，尚無法做到全部覆蓋。而通過衛星軌道預報技術提前獲得衛星的入境、出境時間，可以主動控制終端在衛星入境后、出境前進行數據的收發而其余時間則控制終端休眠，這樣不但能極大的提高終端的通信成功率而且可以大大降低終端功耗。因此，衛星軌道預報是天基物聯網終端提高通信成功率、降低功耗的一項重要技術。

現有的基于SGP4模型的軌道預報算法，依賴于北美防空司令部發布的兩行根參數。北美防空司令部的地面測控網對太空中出現的目標進行跟蹤定軌后測出目標的飛行軌道，然后將以兩行根參數的格式發布在網站上。兩行根數數據僅由2行數據組成，這2行數據包括星歷編號、TLE歷時、BSTAR拖調制系數、軌道傾角、升交點赤經、軌道偏心率、近地點角距、平近點角、平均運動等參數。

現有的天基物聯網終端軌道預報算法，是將俯仰角閾值及從網上下載的最新的TLE數據固化設置到終端設備的flash存儲器中，每次軌道預報時，就從flash存儲器中讀取固化設置好的TLE數據，代入到SGP4模型中計算獲得衛星的位置矢量。再根據物聯網終端當前時刻的經緯度信息，計算得到終端的位置矢量，并根據衛星和終端的位置矢量計算得到地面物聯網終端與衛星的俯仰角。再由終端通過判斷計算得到的俯仰角值是否超過設置的閾值，來判斷衛星是否入境，從而提前獲得衛星出入境的時間。

由于上述天基物聯網終端軌道預報算法依賴于兩行根數，因此要獲取比較精確的預報結果，則需要頻繁更新終端中固化設置的TLE數據。

而現有技術中，對于一臺天基物聯網終端設備，更新終端中固化設置的TLE數據的手段主要有以下三種：(1)人為通過相關指令現場寫入flash更新；(2)依賴傳統網絡的某種手段無線遠程更新；(3)依賴衛星通訊鏈路下行更新。

然而，由于大部分天基物聯網終端都是部署在一些諸如森林、海洋、礦產等野外區域，這些區域基本都是環境惡劣、傳統網絡覆蓋不到并且人力不可達的區域。這樣對于無下行或者少下行的天基物聯網終端來說，頻繁更新TLE數據變得十分困難。而時間一長，基于固化設置的TLE參數進行軌道預報的誤差將會越來越大。

因此，需要一種星歷無更新條件下，也能夠在一定周期內提高天基物聯網終端軌道預報精度的天基物聯網終端軌道預報方法。

發明內容

本申請的目的在于：如何在星歷無更新條件下提高天基物聯網終端軌道預報的精度。

本申請的技術方案是：提供了一種星歷無更新條件下天基物聯網終端的軌道預報方法，該方法包括：數據初始化，并獲取預設時刻的TLE數據；調用兩行根數擬合預測模型，基于預測模型及預設的TLE數據，計算兩行根數預測值；根據兩行根數預測值，計算衛星的入境與出境時間。

上述任一項技術方案中，進一步地，數據初始化，具體包括：初始化預報的起始時刻、預報天數、終端的經緯度信息、衛星入境仰角閾值。

上述任一項技術方案中，進一步地，根據兩行根數預測值，計算衛星的入境與出境時間，具體包括：將兩行根數預測值代入到SGP4衛星軌道預報模型中，計算得到衛星在地心地固坐標系下，從預報起始時刻到終止時刻的衛星位置矢量；根據終端經緯度信息，計算終端在地心地固坐標系下，從預報起始時刻到終止時刻的終端位置矢量；根據衛星位置矢量與終端位置矢量，計算從預報起始時刻到終止時刻的終端到衛星的仰角，并在判定仰角大于或等于衛星入境仰角閾值時，計算衛星的入境與出境時間。