[发明专利]多约束条件下航天器跟踪预报方法

说明书

本发明公开的多约束条件下航天器跟踪预报方法，首先，建立测站跟踪预报航天器的几何模型，得到测站跟踪航天器的几何观测弧段集合；其次，构建航天器天线正对地姿态平稳情况下的无遮挡约束模型，确定出航天器可见的数据集合；然后，建测站遮挡的约束模型，确定出测站对航天器可见的时间数据集合；最后，计算几何观测弧段集合、无遮挡约束模型下航天器可见的数据集合和遮挡的约束模型下航天器可见的时间数据集合的交集得到满足各类约束的航天器跟踪精细预报模型，实现测站精确跟踪航天器，有效解决原地面跟踪弧段计算不精确的问题。

技术领域

本发明属于在轨航天器测控管理技术领域，具体涉及一种多约束条件下航天器跟踪预报方法。

背景技术

目前，进行航天器任务规划时，使用的测站跟踪预报没有考虑测站周边环境地貌遮挡，在跟踪开始前，仅由测站通报地面遮挡角度，且预报计算过程未考虑航天器本体天线遮挡情况，导致任务规划仅是粗略过程，无法满足精细化全测控流程任务规划。

根据测站周边环境地貌遮挡及航天器本体天线遮挡两个约束条件，在引入航天器姿态的情况下，计算测站对航天器的跟踪预报，能够有效提高测站预报精度。

发明内容

本发明的目的是提供一种多约束条件下航天器跟踪预报方法，解决了传统跟踪预报方法没有考虑到地面站遮挡及航天器自身遮挡的因素，导致测站跟踪预报粗放的问题。

本发明所采用的技术方案是，多约束条件下航天器跟踪预报方法，具体操作过程包括如下步骤：

步骤1，建立测站跟踪预报航天器的几何模型，得到测站跟踪航天器的几何观测弧段集合{U_i}(i＝1…,N)；

步骤2，构建航天器天线正对地姿态平稳情况下的无遮挡约束模型，确定出航天器可见的数据集合{B_i}(i＝1…,N)；

步骤3，建测站遮挡的约束模型，确定出测站对航天器可见的数据集合{S_i}(i＝1…,N)；

步骤4，综合考虑测站对航天器可见、测站遮挡约束下航天器可见以及航天器天线正对地姿态平稳情况下的无遮挡航天器可见三种情况，计算步骤1得到的几何观测弧段集合{U_i}(i＝1…,N)、步骤2得到的无遮挡可见数据集合{B_i}(i＝1…,N)和步骤3得到的测站遮挡约束模型下的航天器可见数据集合{S_i}(i＝1…,N)的交集，即{U_i}∩{B_i}∩{S_i}(i＝1…,N}，得到满足各类约束计算的航天器跟踪精细预报模型，实现测站精确跟踪航天器。

本发明的其他特点还在于，

步骤1的具体过程如下：

令地球固连坐标系弹道序列表示为U_i＝{t_i,pos_i,vel_i}(i＝1,…N)，N表示点数，t_i是时间，pos_i和vel_i分别是位置序列和速度序列；

相应的测站地平系序列表示为M_i＝{t_i,R_i,A_i,E_i,D_i}(i＝1,…N)；

其中，R_i、A_i、E_i、D_i分别表示测站地平系的理论观测值测距、方位角、俯仰角、测速，设进出站仰角门限为e，通常设置为3°；