[发明专利]一种计算重访卫星载荷入射角随轨道漂移量变化的方法

权利要求书

1.一种计算重访卫星载荷入射角随轨道漂移量变化的方法，其特征在于，其包括以下步骤：

(一)计算当前轨道目标点位置；

(二)计算重复观察轨道卫星位置；

(三)计算卫星重复观察轨道在赤道处经度漂移量对应的载荷入射角变化量；

所述步骤(一)计算当前轨道目标点位置包括以下步骤：

1)计算卫星初始位置向量坐标

其中，a＝6378137米，b＝6356752米,lat₀为卫星初始位置的星下点纬度，lon₀为卫星初始位置的星下点经度，H₀为卫星初始位置的高度；

2)计算卫星在初始点A时的轨道面法向单位量W_A＝[W₀₁ W₀₂ W₀₃]

令法向单位量长度为1，则其满足如下方程：

其中，i是地心第二赤道坐标系下轨道倾角，

则

3)计算卫星初始点A到目标点B的方向向量

AB_dir＝R_{VVLH_FIXED_A}·((R_X(β)·R_Y(α))^T·[0 0 1]^T)

其中，()^T代表对括号内向量取转置，R_{VVLH_FIXED_A}＝[X₀^T Y₀^T Z₀^T]，是卫星在A点时VVLH坐标系到地心第二赤道坐标系的转换矩阵；α是卫星VVLH坐标系Z轴转到载荷视轴需绕Y轴旋转的角度；β是需绕X轴旋转的角度；其中，

为卫星在A点时VVLH坐标系的Y轴；为卫星在A点时VVLH坐标系的Z轴；X₀＝Y₀×Z₀；

其中，R_X(θ)、R_Y(θ)为坐标旋转矩阵，其表达式为：

坐标旋转矩阵满足：(R_X(θ))^T＝R_X(-θ)，(R_Y(θ))^T＝R_Y(-θ)；

4)计算向量AB_dir所在的直线与地球表面的交点坐标

其中，a＝6378137米，b＝6356752米，可利用MATLAB中solve函数求解上述方程组的解；

5)计算向量

由于向量AB_dir所在的直线和球面有两个交点，故取两组中长度较小的B点位置为目标点。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(二)计算重复观察轨道卫星位置包括以下步骤：

1)计算重复观察轨道上卫星重访点的位置向量坐标

其中，lon₁＝lon₀+△lon，lon₁是卫星重访点C的地心经度；a＝6378137米，b＝6356752米；

2)计算回归轨道卫星在目标点C时的轨道面法向单位量W_C＝[W₁₁ W₁₂ W₁₃]

令法向单位量为长度1，则其满足如下方程：

则，

进一步可计算出，卫星在C点时其速度在地心第二赤道坐标系Z轴方向的符号值：

v_{C_z}＝sign(W₁₁·y_C-W₁₂·x_C)

3)计算回归轨道卫星在C点时的载荷视场面法向单位量X₂＝[a₂ b₂ c₂]

X₂＝R_{VVLH_FIXED_C}·((R_X(β)·R_Y(α))^T·[1 0 0]^T)

其中，R_{VVLH_FIXED_C}＝[X₁^T Y₁^T Z₁^T]，是卫星在C点时VVLH坐标系到地心第二赤道坐标系的转换矩阵；

为卫星在C点时VVLH坐标系的Y轴；

为卫星在C点时VVLH坐标系的Z轴；

X₁＝Y₁×Z₁；

4)计算回归轨道卫星在C点时卫星星下点地心纬度lat₁

给定一定范围的lat₁值，计算得出相应的的值，选出满足如下不等式的lat₁、值：

a₂(x_B-x_C)+b₂(y_B-y_C)+c₂(z_B-z_C)Lat₁_error

其中，Lat₁_error为用户根据需求设定的lat₁误差允许范围；

5)计算向量