[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

说明书

本申请涉及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。

技术领域

本申请涉及航天技术领域，尤其涉及一种计算重访卫星载荷入射角随轨道漂移量变化的方法。

背景技术

当前空间对地遥感任务正在由广域战略普查型向特定区域方向战术详查型发展。通常详查型载荷受自身较窄观测视场约束，要求卫星对地面多个感兴趣的地点均具有精确重访能力。我们把卫星在几天之内再次飞越指定的地面目标上空的轨道，叫做重复观察轨道，相应的卫星定义为重访卫星。

重访卫星的高精度观测需要利用同一地面观测单元的时间序列观测数据，并且需保证时间序列内的观测尽量保持相同的观测几何关系，使卫星对同一目标点的探测载荷视场角变化量较小。然而经过一段时间的卫星轨道衰减将导致观测几何关系较大的变化，使探测载荷视场角变化量较大，对观测精度会产生影响。因此，正确的给出探测载荷视场角变化曲线，对任务轨道的设计及轨控的实施起着重要的作用。目前探测载荷视场角变化分析大多是通过寻找几个特殊点进行仿真分析，这种分析理论依据不足，不能给出正确的结论，影响后续轨道设计及轨控实施的正确性。

对于高精度探测卫星，为了完成探测任务，需要卫星对同一目标点的探测载荷视场角变化量满足一定范围要求，因此对重复观察轨道上卫星载荷入射角的精确计算的需求越来越迫切。

因此，本领域迫切需要一种计算重访卫星载荷入射角随轨道漂移量变化的方法。利用本方法，可以合理地设计出卫星轨道，来满足卫星的探测任务，尤其满足高精度探测卫星的轨道设计需求。

发明内容

本申请之目的在于提供一种计算重访卫星载荷入射角随轨道漂移量变化的方法。

为了实现上述目的，本申请提供下述技术方案。

本申请提供一种的方法包括如下步骤：

(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。

与现有技术相比，本申请的有益效果在于利用本申请的方法可以合理地设计出卫星轨道，来满足卫星的探测任务，尤其满足高精度探测卫星的轨道设计需求。

附图说明

图1是本申请的载荷入射角θ的定义图，即所述载荷入射角θ是地心到卫星载荷视轴与地球表面交点的连线与载荷视轴所在直线的夹角；其中，γ是载荷视轴角。

图2是本申请的卫星初始点A、重访点C以及目标点B的分布关系图，其中，lon₀是卫星初始点A的地心经度(单位：度)；lat₀是卫星初始点A的地心纬度(单位：度)；H₀是卫星初始点A的轨道高度(单位：米)；lon₁是卫星重访点C的地心经度(单位：度)；lat₁是卫星重访点C的地心纬度(单位：度)；H₁是卫星重访点C的轨道高度(单位：米)；θ_A是卫星初始点A的载荷入射角(单位：度)；θ_C是卫星重访点C的载荷入射角(单位：度)。

图3是本申请的卫星位置与其在赤道处的经度关系图，其中，O-XYZ是地心第二赤道坐标系，S点是卫星在轨道上的位置；D点是卫星所在经度圈与赤道面的交点；N点是卫星轨道与赤道面的交点，W是卫星的轨道面法向量，i是地心第二赤道坐标系下的轨道倾角。

地心第二赤道坐标系：坐标原点在地心，Z轴同地球自转轴重合，X轴在赤道平面内指向该时刻的格林威治子午线，Y轴垂直于X轴和Z轴并成右手直角坐标系。

具体实施方式