[发明专利]全球碳盘点卫星的轨道设计系统

说明书

本发明提供了一种全球碳盘点卫星的轨道设计系统，包括：北半球长驻留单元，被配置为使全球碳盘点卫星运行在中轨椭圆轨道上，且使全球碳盘点卫星运行至远地点时，位于人类活动密集区域的纬度的上空。

技术领域

本发明涉及碳排放技术领域，特别涉及一种全球碳盘点卫星的轨道设计系统。

背景技术

碳排放定量化监测与评估是实现温室气体减排的重要基础。大气二氧化碳浓度变化可以反应人为碳排放和碳吸收双重信息。世界各国竞相发展天基温室气体监测体系，以满足全球碳盘点校核这一重大需求。现在对人为碳排放监测提出了更高的要求，需要对全球人类活动密集区域进行高时效的碳监测。

目前，碳监测卫星主要采用低轨太阳同步轨道，此类卫星虽然可实现全球覆盖，但轨位较低、幅宽受限，目标重访周期长，全球覆盖较为均匀，无法对重点人类活动密集区域加密观测，无法实现全球碳盘点所要求的对人类活动密集区域的高精度高时效监测。此外，高轨碳监测卫星采用地球同步静止轨道，定点在某区域上空，但单颗星无法实现全球覆盖，不具备全球覆盖能力，仅能以定点位置为中心，经度、纬度跨度±50°范围内进行观测。

发明内容

本发明的目的在于提供一种全球碳盘点卫星的轨道设计系统，以解决现有的单颗碳监测卫星轨道设计难以实现全球碳盘点的高精度高时效监测的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种全球碳盘点卫星的轨道设计系统，包括：

北半球长驻留单元，被配置为使全球碳盘点卫星运行在中轨椭圆轨道上，且使全球碳盘点卫星运行至远地点时，位于人类活动密集区域的纬度的上空。

可选的，在所述的全球碳盘点卫星的轨道设计系统中，还包括：

冻结轨道单元，被配置为设置特殊轨道倾角，使得全球碳盘点卫星还运行在冻结轨道上，所述冻结轨道的远地点冻结在人类活动密集区域的纬度的上空；

太阳同步轨道单元，被配置为设置同步参数，使全球碳盘点卫星还运行在太阳同步轨道上，以使全球碳盘点卫星运行至远地点时，始终处于光照区；

回归轨道单元，被配置为使全球碳盘点卫星还运行在回归轨道上，获得与前一个回归周期一致的观测条件。

可选的，在所述的全球碳盘点卫星的轨道设计系统中，所述人类活动密集区域的纬度为北纬20°～北纬45°之间；

所述同步参数包括轨道倾角、轨道半长轴和轨道偏心率；

所述观测条件包括观测点的卫星仰角和太阳高度角；

全球碳盘点卫星的轨道参数包括：

近地点轨道高度的范围为350km～1000km，远地点轨道高度的范围为6800km～8300km，近地点幅角的范围为215°～235°，轨道周期为3h。

可选的，在所述的全球碳盘点卫星的轨道设计系统中，根据临界倾角的大小，将中轨椭圆轨道划分为顺行椭圆冻结轨道和逆行椭圆冻结轨道，顺行椭圆冻结轨道的轨道倾角为63.4°，逆行椭圆冻结轨道的轨道倾角为116.565°；

根据太阳同步轨道升交点每天东进约0.9856°的要求，选取全球碳盘点卫星的轨道倾角为116.565°。

可选的，在所述的全球碳盘点卫星的轨道设计系统中，根据太阳同步轨道升交点的值，轨道倾角的值、第一函数和第二函数，获取近地点轨道高度和远地点轨道高度的关系；

第一函数表示轨道半长轴与近地点轨道高度和远地点轨道高度的关系；

第二函数表示轨道偏心率与近地点轨道高度和远地点轨道高度的关系。

可选的，在所述的全球碳盘点卫星的轨道设计系统中，轨道面的进动角速率为