[发明专利]适用于对地光学探测星座阳光干扰的通用分析方法

说明书

本发明提供了一种适用于对地光学探测星座阳光干扰的通用分析方法，包括如下步骤：根据卫星高度、轨道面太阳角获得单星每轨阳光干扰特性；根据单轨道面内卫星分布特性、单星每轨阳光干扰特性，获得单轨道面所有卫星阳光干扰特性；根据卫星轨道高度、卫星轨道倾角获得卫星在轨运行过程中光照回归周期；根据卫星光照回归周期，获取星座内所有轨道面太阳角分布；根据光照回归周期内所有轨道面的太阳角分布，结合上述的结果，筛选极端工况；建立极端工况仿真场景，计算获取星座阳光干扰影响的分析结果。本发明通过从单星出发、继而到单轨道面，最终到多轨道面星座，分析原理清晰，方法简单，避免大计算量分析过程，最终将阳光干扰影响简化为统计分析。

技术领域

本发明涉及卫星探测技术领域，具体地，涉及一种适用于对地光学探测星座阳光干扰的通用分析方法。

背景技术

卫星在轨运行执行对地光学探测的过程中，无可避免地将受到阳光干扰而存在不可用时间。星座受阳光干扰无法工作的时段是衡量卫星星座组网设计性能的重要指标。

经过检索，仅有1篇关于临边(非对地)探测太阳干扰分析论文，该论文中是基于数值方法对临边探测太阳进行干扰分析，需要经过大量的数值计算才能得到星座在轨运行过程中受阳光干扰性能下降的能力边界值，因此不具备普遍推广性。

因此，亟需研发一种采用一面内多星、多轨道面组网构建全球覆盖星座是提升卫星对地观测能力的有效方法，无需进行大量的数值计算，即可获得星座在轨运行过程中受阳光干扰性能下降的能力边界值。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种适用于对地光学探测星座阳光干扰的通用分析方法，在本质上剖析太阳对卫星对地探测的影响，进而获得整个卫星星座对地观测受太阳干扰的性能，层层递进，由点带面，无需进行大量的数值计算，即可获得星座在轨运行过程中受阳光干扰性能下降的能力边界值。

根据本发明提供的一种适用于对地光学探测星座阳光干扰的通用分析方法，包括如下步骤：

步骤S1：根据卫星高度、轨道面太阳角获得单星每轨阳光干扰特性；

步骤S2：根据单轨道面内卫星分布特性、单星每轨阳光干扰特性，获得单轨道面所有卫星阳光干扰特性；

步骤S3：根据卫星轨道高度、卫星轨道倾角获得卫星在轨运行过程中光照回归周期；

步骤S4：根据卫星光照回归周期，获取星座内所有轨道面太阳角分布；

步骤S5：根据光照回归周期内所有轨道面的太阳角分布，结合步骤S1至步骤S4的结果，筛选极端工况；

步骤S6：建立极端工况仿真场景，计算获取星座阳光干扰影响的分析结果；

单星每轨阳光干扰特性包含一轨内的地影时间和一轨内星地矢量与太阳光的夹角，即地影期内光学卫星能够工作，夹角小于相机规避角则光学卫星不可工作；

单轨道面内卫星分布特性是指一个轨道面有几颗星，几颗星在一个轨道面内的相互的间隔角度，由星座设计结果决定，是输入条件；

光照回归周期是卫星光照条件严格重复的周期，即卫星轨道面与太阳的瞬时几何关系和后续的变化开始与一个周期前重复。

优选地，极端工况是指根据步骤S2获得的同时被干扰最多星数对应的轨道面太阳角范围，结合步骤S4的结果，获取轨道面太阳角同时位于该范围内的轨道面数，最多时，为极端工况。

优选地，轨道面太阳角是卫星指向太阳矢量和卫星轨道面的夹角，定义为β角；

一轨内的地影时间和卫星轨道高度和β角的关系为：

sin(地球半张角)＝地球半径/(地球半径+轨道高度)；