[发明专利]一种近地遥感卫星自主任务规划地影预报方法及装置

权利要求书

1.一种近地遥感卫星自主任务规划地影预报方法，其特征在于，包括：

(1)确定自主任务规划的规划周期为[T₀,T₁]，将任务规划周期的起始时刻T₀作为初始化时刻t₀；

(2)基于太阳-地球-卫星的相对位置关系，计算t₀时刻所属轨道圈卫星的出影时刻估计值t_{D_est}和进影时刻估计值t_{C_est}；

(3)基于所述出影时刻估计值t_{D_est}和进影时刻估计值t_{C_est}，通过二分法分别迭代求解出影时刻精确值t_D和进影时刻精确值t_C；

(4)将进影时刻精确值t_C与卫星阴影区最大长度T_Umax之和再加时长裕量q作为最终初始化时刻t₀；

(5)判断最终初始化时刻t₀是否小于任务规划周期的终止时刻T₁，若是，转到步骤(2)，继续计算下一个轨道圈的进出影时间；否则，自主任务规划周期对应的所有轨道圈的进出影时刻计算完毕。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中所述计算t₀时刻所属轨道圈卫星的出影时刻估计值t_{D_est}和进影时刻估计值t_{C_est}，具体包括：

(2a)确定t₀时刻卫星的瞬时轨道根数，包括半长轴a₀、交点赤经Ω₀、轨道倾角i₀、近地点幅角ω₀和真近点角f₀，纬度幅角u₀＝ω₀+f₀，并计算出t₀时刻卫星的惯性位置矢量r₀；

(2b)通过计算太阳在惯性系的轨道根数计算t₀时刻太阳方向在地心惯性系的单位矢量s，并将其转换到轨道坐标系O-ξηζ得到

其中，轨道坐标系的原点O为地心，ξ轴与升交点N的矢径重合，ζ轴与轨道动量矩矢量重合，η轴由右手规则确定，ξη平面为轨道面；

(2c)基于计算s与轨道面的夹角β的余弦值：

其中，和分别是在ξ轴和η轴的分量；

(2d)计算出影点时刻卫星位置矢量r与s夹角余弦值的近似值：

其中，R是地球平均半径；

(2e)基于cosβ和根据球面三角公式计算s在轨道面的投影与OD的夹角估值u₁，其中D点为出影点，π/2＜u₁＜π，

(2f)计算s在轨道面的投影与ON的夹角α，0≤α＜2π，

(2g)基于u₁和α分别计算出影时刻估计值t_{D_est}和进影时刻估计值t_{C_est}：

t_{D_est}＝t+(α-u₁-u₀)/n，

t_{C_est}＝t+(α+u₁-u₀)/n，

其中，卫星轨道角速度μ＝398600.44km³/s²是地心引力常数。