[发明专利]一种低轨通信星座在轨重构方法及系统

权利要求书

1.一种低轨通信星座在轨重构方法，其特征在于，所述方法包括：

确定星座的全球平均覆盖率、燃料消耗均衡度、重构卫星总消耗时间和重构卫星总速度增量，并根据所述全球平均覆盖率、所述燃料消耗均衡度、所述重构卫星总消耗时间和所述重构卫星总速度增量建立目标函数；

确定初始重构卫星和初始重构卫星的初始轨道高度调整量，并根据所述初始重构卫星和所述初始轨道高度调整量确定初始化参数向量；

根据所述初始化参数向量和所述目标函数，利用基于分解的多目标进化算法确定星座的重构方案，并根据所述重构方案对星座进行重构；

所述根据所述全球平均覆盖率、所述燃料消耗均衡度、所述重构卫星总消耗时间和所述重构卫星总速度增量建立目标函数具体为：

通过基于分解的多目标进化算法，根据第八公式建立目标函数；

所述第八公式为：G＝F(|Δc|,v_sum,t_sum,P)；

其中，|Δc|为当前全球2重覆盖平均覆盖率与失效前平均覆盖率差值的绝对值，v_sum为重构卫星总速度增量，t_sum为重构卫星总消耗时间，P为燃料消耗均衡度。

2.根据权利要求1所述的低轨通信星座在轨重构方法，其特征在于，所述确定星座的全球平均覆盖率具体为：

通过经纬度将全球划分为12×24的网格，分别计算星座对每个网格在一定时间内的平均覆盖重数；

根据第一公式获取星座的全球平均覆盖率；

所述第一公式为：

其中，n为满足覆盖重数要求的网格数，N_g为划分的总网格数。

3.根据权利要求1所述的低轨通信星座在轨重构方法，其特征在于，所述确定星座的燃料消耗均衡度具体为：

根据第二公式获取星座的燃料消耗均衡度；

所述第二公式为

其中，N_s为星座中仍能正常工作的卫星数量，为参与重构的正常卫星速度增量的平均值，ΔV_i为参与重构各卫星速度增量，P为星座的燃料消耗均衡度。

4.根据权利要求1所述的低轨通信星座在轨重构方法，其特征在于，所述确定星座的重构卫星总消耗时间和重构卫星总速度增量具体为：

根据第三公式确定星座的重构卫星总消耗时间；

根据第四公式确定星座的重构卫星总速度增量；

所述第三公式为：i＝1,2...,k；

所述第四公式为：i＝1,2...k；

其中，为参与重构的各卫星机动消耗时间，为参与重构的各卫星机动总速度增量，k为参与重构的卫星总数。

5.根据权利要求4所述的低轨通信星座在轨重构方法，其特征在于，所述卫星机动总速度增量和卫星机动消耗时间通过第五公式确定；

所述第五公式为：

其中，Δv_s,Δt_s分别为卫星机动总速度增量和卫星机动消耗时间，μ为地球引力常数，a₁,a₂分别为初始轨道和目标轨道的半长轴。