[发明专利]考虑拱线旋转的非冻结轨道多星定位编队设计方法

权利要求书

1.一种考虑拱线旋转的非冻结轨道多星定位编队设计方法，其特征在于，包括：

考虑对定位性能最优的多星编队空间构形形式，确定待优化的编队构形参数，同时以拱线旋转一周对应的定位性能与共视性能包络作为性能约束条件；

所述编队空间构形形式：

采用的编队方案为三颗副星相对主星绕飞，绕飞中心均与主星重合，其中副星1与副星2的平面内构形尺寸、平面外构形尺寸均相同，相对偏心率矢量相位角也相同，即对称分布在主星轨道平面两侧，副星3在主星轨道平面内绕飞；

包括:

步骤S1：确定约束条件；

步骤S2：选择编队构形优化参数；

步骤S3：对拱线旋转进行遍历并得到性能包络；

步骤S4：对优化参数组合进行遍历并得到对应性能指标；

步骤S5：根据性能指标确定编队构形参数；

步骤S6：编队构形参数修正。

2.根据权利要求1所述的考虑拱线旋转的非冻结轨道多星定位编队设计方法，其特征在于，所述步骤S1：

确定信号定位性能相关的保精度定位面积约束条件；

确定以最小包络球尺寸描述的共视性能约束条件。

3.根据权利要求1所述的考虑拱线旋转的非冻结轨道多星定位编队设计方法，其特征在于，所述步骤S2：

减少待优化参数的数量，选择的优化参数为副星1的平面内构形尺寸、平面外构形尺寸，副星3的平面内构形尺寸，以及副星1与副星3的偏心率矢量相位角之差共4项参数。

4.根据权利要求1所述的考虑拱线旋转的非冻结轨道多星定位编队设计方法，其特征在于，所述步骤S3：

将拱线旋转变化简化为对副星1偏心率矢量相位角的周期性遍历，从而得到拱线旋转一周对应的性能包络，包括保精度定位面积和最小包络球尺寸。

5.根据权利要求4所述的考虑拱线旋转的非冻结轨道多星定位编队设计方法，其特征在于，所述保精度定位面积：

将某一瞬时，主星可探测地表范围进行网格细分，计算编队卫星对每个网格中心点的定位精度，将满足定位精度的网格面积相加得到保精度定位面积。

6.根据权利要求4所述的考虑拱线旋转的非冻结轨道多星定位编队设计方法，其特征在于，所述最小包络球尺寸：

利用某一瞬时四星的位置，采用有约束的非线性多元函数优化方法求解包含四星的包络球直径最小值，将其作为最小包络球尺寸。

7.根据权利要求1所述的考虑拱线旋转的非冻结轨道多星定位编队设计方法，其特征在于，所述步骤S4：

根据约束条件初选待优化参数的范围，对待优化参数确定细分网格，形成不同的构形参数组合，从而对所有组合进行遍历并得到对应性能指标。

8.根据权利要求1所述的考虑拱线旋转的非冻结轨道多星定位编队设计方法，其特征在于，所述步骤S5：

由确定的约束条件对所有构形参数组合对应的定位性能与共视性能指标进行筛选，对于满足定位性能约束与共视性能约束的构形参数组合进行性能对比，根据需求可得到定位性能最优构形参数、共视性能最优构形参数以及一定权重比例下的综合最优构形参数。

9.根据权利要求1所述的考虑拱线旋转的非冻结轨道多星定位编队设计方法，其特征在于，所述步骤S6：

为了规避副星1与副星2的碰撞风险，对这两颗星的绕飞中心进行偏置。