[发明专利]考虑姿态的原子氧来流与迎风面实时表征方法及装置

权利要求书

1.一种考虑姿态的原子氧来流与迎风面实时表征方法，其特征在于，包括：

获取当前仿真时刻飞行器的空间位置、运动速度及运行姿态，并获取原子氧环境模型的控制参数和横向风环境模型的控制参数；

根据所述飞行器的空间位置和所述原子氧环境模型的控制参数，获得所述飞行器所处的原子氧密度；

根据所述飞行器的空间位置和所述横向风环境模型的控制参数，获得所述飞行器所处的横向风速度；

根据所述飞行器的运动速度、所述飞行器所处的横向风速度，获得所述飞行器所处的原子氧来流速度；

根据所述飞行器的运行姿态、所述飞行器所处的原子氧密度、所述飞行器所处的横向风速度、所述飞行器所处的原子氧来流速度，对所述飞行器在轨运行期间的空间原子氧环境仿真结果进行分析。

2.根据权利要求1所述的考虑姿态的原子氧来流与迎风面实时表征方法，其特征在于，所述获取当前仿真时刻飞行器的空间位置、运动速度包括：

根据上一仿真时刻飞行器的轨道参数，使用轨道外推模型，获得当前仿真时刻飞行器的空间位置、运动速度，所述轨道参数使用轨道六根数定义，所述轨道六根数包括长半轴、偏心率、倾角、升交点赤经、近地点幅角、近地点角。

3.根据权利要求2所述的考虑姿态的原子氧来流与迎风面实时表征方法，其特征在于，所述空间位置、运动速度为所述飞行器在地心J2000惯性坐标系下的三维坐标和飞行速度。

4.根据权利要求1所述的考虑姿态的原子氧来流与迎风面实时表征方法，其特征在于，所述获取当前时刻飞行器的运行姿态包括：

定义卫星本体坐标系，所述卫星本体坐标系的原点位于所述飞行器的质心，所述卫星本体坐标系的X轴、Y轴、Z轴分别为所述飞行器的三个主惯量轴，当所述飞行器未出现姿态偏差时，所述卫星本体坐标系的X轴、Y轴、Z轴与轨道坐标系的X轴、Y轴、Z轴重合，所述轨道坐标系的Z轴指向地心，所述轨道坐标系的X轴与所述飞行器的运动方向重合，所述轨道坐标系的Y轴指向所述飞行器的轨道面负法线方向，并与所述轨道坐标系的X轴、Z轴构成右手直角坐标系；

获取当前时刻所述飞行器在所述卫星本体坐标系中的姿态四元数，所述姿态四元数q为：

其中，q₁、q₂、q₃为矢量分量，q₀为标量分量，且q₁²+q₂²+q₃²+q₀²＝1，α为所述轨道坐标系绕空间旋转轴e旋转至与所述卫星本体坐标系重合所需的角度，其中，所述空间旋转轴e在所述轨道坐标系中的方向向量为e＝(C_x，C_y，C_z)，(C_x，C_y，C_z)表示方向余弦。

5.根据权利要求1所述的考虑姿态的原子氧来流与迎风面实时表征方法，其特征在于，所述方法还包括：

获取仿真计算中的仿真开始时间、仿真结束时间及仿真步长；

根据所述仿真开始时间和所述仿真结束时间获得仿真时间范围；

在所述仿真时间范围内，获取每一仿真时刻的场景中各个模型仿真的结果，并按照所述仿真步长步进时间，得到下一仿真时刻，并遍历每个仿真时刻的场景中各个模型的仿真结果；

其中，所述仿真计算中以儒略日表示时间，所述儒略日根据第一公式计算得到，所述第一公式为：

其中，JD表示儒略日，INT表示取整，Year表示公历计时法中的年，Month表示月，Day表示日，Hour表示小时，Minute表示分钟，Second表示秒。