[发明专利]快速重访卫星轨道设计方法

摘要

本发明提供一种快速重访卫星轨道设计方法，该方法通过建立该轨道的数学模型，并利用数学模型得到约束方程及设计变量，最后通过对变量进行优化得到重访时间最短的升降段重复观察轨道的轨道相关参数，实现了卫星在升段降段均过顶地面目标，使卫星可以在不进行测摆的基础上实现一天内对地面目标的两次观测，降低了有效载荷的复杂性，提高了卫星对地观测的分辨率，满足快速响应轨道低成本、重复性及快速响应性等要求。

主权项

1.一种快速重访卫星轨道设计方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S100：构建所述快速重访卫星轨道的设计模型，所述设计模型包括：所述轨道的回归圈数N和回归天数D，所述轨道的轨道倾角i和所述轨道的升交点从M点到P点时在轨卫星转过的整圈数n，其中，所述M点为在轨卫星升段过程中对地面目标点L访问时，所述轨道的升交点在赤道上的位置任意点；所述P点为在轨卫星降段过程中对所述目标点L访问时，所述轨道的升交点在赤道上的位置任意点；步骤S200：在所述设计模型中带入无约束条件下优化得到的所述回归圈数N、所述回归天数D和所述整圈数n，计算得到所述快速重访卫星轨道的轨道倾角i；步骤S300：将升交点进动角速度计算公式和升交点周期T_s计算公式带入所述设计模型中，得到所述轨道的轨道高度H计算公式，将所述步骤S200中得到的所述轨道倾角i带入所述轨道高度H计算公式中，计算得到所述轨道的轨道高度H；步骤S400：获取所述目标点L的经度λ_L和纬度并将所述步骤S200中得到的所述轨道倾角i、所述回归圈数N和所述回归天数D，带入所述设计模型中，求解所述轨道的升交点赤经Ω；步骤S500：依据计算得到的所述轨道高度H、所述轨道倾角i、所述升交点赤经Ω确定具有快速响应功能的所述快速重访卫星轨道；以卫星在轨的重访时间为优化目标，所述重访时间计算公式：其中T为所述轨道的轨道周期；设将所述重访时间公式对所述回归天数D、所述回归圈数N和所述整圈数n求偏导，得到在无约束条件下，所述轨道最优解对应的所述回归圈数N、所述回归天数D和所述整圈数n；设所述轨道过顶目标点的升交点必须经过所述M点，同时设所述轨道的升交点重复交替地经过所述M点和P点，得到所述设计模型包括：其中ω_e为地球自转角速度，为升交点进动角速度，T_s为升交点周期，i为轨道倾角，为目标点纬度，λ_L为目标点经度，n为轨道的升交点从M点到P点时在轨卫星转过的整圈数。