[发明专利]一种地面运行控制系统实现星间链路日凌预报方法

说明书

本发明的一个实施例公开了一种地面运行控制系统实现星间链路日凌预报方法，所述方法充分利用太阳‑地球‑卫星空间关系，考虑地影遮挡进而完成日凌预报，该方法能够快速判断星间链路是否受到日凌影响，计算星座系统内同链路同轨、同链路异轨、异链路同轨和异链路异轨四种情况下同时发生日凌的发射端卫星个数以及对应的日凌时长，辅助地面运行控制系统进行日凌规避策略和星间动态路由分配策略的制定。

技术领域

本发明涉及卫星通信技术领域，具体涉及一种地面运行控制系统实现星间链路日凌预报方法。

背景技术

在大型卫星星座内，同一个轨道面或相邻的不同轨道面上卫星之间的通信称为星间链路。日凌现象是指卫星星座相邻卫星间激光通讯时链路的方向逆阳光方向近似呈直线关系时，太阳光电磁波对通信信号产生一定干扰，并影响激光通信设备寿命的一种现象。

卫星星座的轨道构型为Walker型，这是一种在空间中均匀分布的星座形式。这种星座构型中，相邻两个轨道面的升交点赤经相差ΔΩ，ΔΩ＝Ω_s/M，Ω_s为升交点赤经散布，M为星座中的轨道面个数。Δu_in为同一个轨道面内相邻卫星的相位差，N为一个轨道面内的卫星个数，Δu_out为当一个轨道面内的一颗卫星通过赤道时，紧接着它的东侧相邻轨道面上通过赤道的卫星之间的纬度幅角之差；F为相位因子。

卫星星座在空间运行期间，在地球引力场和空间环境摄动力的影响下，实际运行轨道根数呈现长期、短期、长周期和短周期的震荡漂移现象。地球引力场分布函数随纬度和经度的变化，卫星轨道面在以地球非球形引力J2项为主的摄动力影响下，在地心惯性坐标系下发生较为缓慢的进动。与此同时，随着地球的绕日公转运动，照射地球的太阳光线方向也会发生变化。夏至时太阳的直射点在北回归线附近，冬至时太阳直射点在南回归线附近。因此，大型星座中卫星之间的通信链路与太阳光方向的夹角随着时间的变化改变，与星座当前的空间构型、轨道根数有关，与卫星是否在地影中有关，与当前时刻的太阳-地球相对位置有关，时空关系复杂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种地面运行控制系统实现星间链路日凌预报方法，所述方法充分利用太阳-地球-卫星空间关系，考虑地影遮挡进而完成日凌预报，该方法能够快速判断星间链路是否受到日凌影响，计算星座系统内同链路同轨、同链路异轨、异链路同轨和异链路异轨四种情况下同时发生日凌的发射端卫星个数以及对应的日凌时长，辅助地面运行控制系统进行日凌规避策略和星间动态路由分配策略的制定。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

本发明一方面提供一种地面运行控制系统实现星间链路日凌预报方法，所述方法包括：

S10：获取卫星星座中各个卫星的数据，根据预设的日凌预报时长精度确定轨道面采样点个数K和一个轨道面内卫星位置采样点个数J；并根据星座构型得到卫星位置采样点上卫星构成的所有典型链路采样点，同时得到所有典型链路采样点上的发射端卫星和接收端卫星在惯性坐标系下的位置坐标，其中发射端卫星到接收端卫星进行激光通信构成的链路为一个星间链路；

S12：根据预设的日凌预报时长精度确定太阳位置采样点个数S，并生成太阳位置采样点数据；

S14：根据预设的地影条件区，分别判断每个链路方向上，在第s个太阳采样点时，典型链路采样点中的发射端卫星是否处在预设的地影条件区；若是，则删除该典型链路采样点；若否，则保留该典型链路采样点；

S16：计算在第s个太阳采样点时，太阳光矢量和所有保留的典型链路采样点中每个星间链路的链路方向的夹角，进而判断所述星间链路是否会发生日凌，若发生则记录该星间链路的链路方向、第s个太阳采样点的太阳赤道经度、太阳赤道纬度、该星间链路的发射端卫星纬度幅角和该星间链路的发射端卫星所在轨道面的升交点赤经作为日凌信息；