[发明专利]一种中轨道北斗导航卫星废弃轨道选取带确定方法

说明书

本发明提供一种中轨道北斗导航卫星废弃轨道选取带的确定方法，第一步，根据现有GPS、北斗和Galileo卫星的远、近地点，计算GPS、北斗和Galileo卫星的漂移区上、下限；第二步，考虑到测控误差，在漂移区域基础上在增加一个50km的碰撞风险带；第三步，根据现有北斗卫星偏心率控制能力，计算北斗废弃卫星漂移区域的范围；第四步，根据GPS废弃卫星漂移区域上限和北斗废弃卫星漂移区域下限，确定北斗卫星下推废弃轨道选取带范围，根据北斗废弃卫星漂移区域上限和Galileo废弃卫星漂移区域下限，确定北斗卫星抬升废弃轨道选取带范围。利用该方法，可以减少废弃卫星干扰在轨运行的北斗导航卫星，为其到寿处置提供参考。

技术领域

本发明属于中轨道北斗导航卫星废弃轨道处置领域，具体涉及一种中轨道北斗导航卫星废弃轨道选取带的确定方法。

背景技术

中地球轨道(Medium Earth Orbit)区域是导航卫星的主要运行区域，随着四大全球导航定位系统的不断发展，新的导航卫星不断发射升空用来完善星座构型和替换已经失效的卫星。在摄动力的长期作用下，导航星座废弃卫星及上面级的偏心率不断增长，使得导航星座卫星穿越问题日益凸显。2002年通过的《IADC空间碎片减缓指南》对GEO(Geostationary Orbit)和LEO(Low Earth Orbit)轨道类型的航天器均给出了寿卫星到寿的具体处置原则，而对其他轨道上的卫星，原文要求为“航天器或上面级在完成它的运行阶段穿过其它轨道区域，应实施轨道机动来减小轨道寿命，可与LEO卫星限制寿命标准相当，如果对其他高利用率区造成干扰，其处置办法另议”。因此，对MEO卫星离轨还没有明确的处置原则。

由于推进剂限制，中轨道区域的航天器很难机动至低轨道或地球静止轨道区域。目前，GPS废弃卫星中8颗接近GPS运行轨道，2颗调整到低于GPS运行轨道，25颗机动到高于GPS运行轨道的废弃轨道上。由于没有偏心率增长控制策略，这些废弃卫星已经穿过GLONASS、GPS和BDS星座的轨道高度，并且在BDS轨道高度上有空间密度峰值。GLONASS有100个废弃卫星遗留在运行轨道，因此在GLONASS轨道高度上空间物体较为密集。Galileo有2颗GIOVE卫星分别离轨在高于Galileo轨道118和598km轨道高度上。北斗二号卫星导航系统中的4颗中轨道卫星分别于2012年4月30日、2012年9月19日发射，下一步都将面临到寿问题，如何设计北斗卫星导航系统中轨道卫星废弃轨道，是摆在我们面前一个很迫切的问题。

目前，国际上对于中轨道卫星到寿处置尚没有明确的处置原则，学者对废弃轨道的研究较少。为了更好地指导北斗卫星导航系统中轨道卫星的到寿处置，本发明提出一种中轨道北斗导航卫星废弃轨道选取带的确定方法。第一步，根据现有GPS、北斗和Galileo卫星的远、近地点，计算GPS、北斗和Galileo卫星的漂移区域上、下限；第二步，考虑到测控误差，在漂移区域基础上在增加一个50km的碰撞风险带；第三步，根据现有中轨道北斗导航卫星偏心率控制能力，计算北斗废弃卫星漂移区域的范围；第四步，根据GPS废弃卫星漂移区域上限和北斗废弃卫星漂移区域下限，确定中轨道北斗导航卫星下推废弃轨道选取带范围，根据北斗废弃卫星漂移区域上限和Galileo废弃卫星漂移区域下限，确定中轨道北斗导航卫星抬升废弃轨道选取带范围。利用该方法，可以减少废弃卫星干扰在轨运行的中轨道北斗导航卫星，为其到寿处置提供参考。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种中轨道北斗导航卫星废弃轨道选取带的确定方法，包括以下步骤：

步骤1：根据现有中轨道GPS、Galileo和北斗导航卫星的远、近地点高度，计算GPS、Galileo和中轨道北斗导航卫星的漂移区域上、下限；

卫星漂移区域的上下限值取决于在轨卫星的漂移范围，统计现有中轨道GPS、Galileo和中轨道北斗导航卫星的远、近地点高度，分别计算卫星的漂移区域上、下限：