[发明专利]基于霍曼变轨的同轨道特定相位分布的星座布局与轨道调整方法、装置及计算机存储介质

说明书

本发明实施例公开了基于霍曼变轨的同轨道特定相位分布的星座布局与轨道调整方法、装置及计算机存储介质；该方法可以包括：建立对地遥感卫星的入轨运动模型；基于设定的摄动因素分析所述对地遥感卫星的轨道衰减因素；针对同一轨道特定相位分布的对地遥感卫星星座，根据所述入轨运动模型设计由入轨轨道进入至标定轨道之间高度调整策略以及星座的相位初始化布局策略；至少根据所述高度调整策略和/或所述相位初始化布局策略、相位保持以及针对所述轨道衰减因素而进行高度维持中的一项或多项确定所述对地遥感卫星在设计寿命下所需的燃料量。

技术领域

本发明实施例涉及卫星星座技术领域，尤其涉及基于霍曼变轨的同轨道特定相位分布的星座布局与轨道调整方法、装置及计算机存储介质。

背景技术

随着国家经济的发展与社会的进步，以及人们对自身所处的生存环境愈发重视，针对卫星的对地观测任务提出了更高的测量精度、时间、空间等要求。另外，受限于航天器重量、体积、寿命、可靠性等约束，单颗航天器对地观测系统难以满足日益复杂的遥感、测绘等空间任务需求，并且任务执行的灵活性和适应性较差。随着航天器微小型化，批量化等各项关键技术的发展，以及运载火箭复用等航天器投送技术的突破，航天器设计、制造与维护的时间、资金等成本不断降低，从而进一步推动了具有分布式协同工作特色的集群航天器技术的巨大发展。

无论是单个卫星还是卫星编队和星座，为了实现特定的任务，都有预先设计的标称轨道，需由运载火箭发射至预定高度。在卫星的设计和研发过程中，针对可靠性和用户需求考虑，卫星的入轨质量常常超过最初设计时的质量。然而运载火箭携带推进剂量是有限，载荷(例如卫星)质量的增加将导致实际入轨高度低于预计入轨高度，通常来说，高度偏差约处于10km量级。入轨轨道高度降低后，需使用卫星自身所携带的推进剂抬高运行轨道至标称轨道以满足任务的指标需求。此外，由于轨道环境复杂多变，存在J2、太阳光压、大气等多种摄动因素，卫星寿命期内的轨道半长轴会有所衰减，相位也会有所变化。因此，每颗卫星均配置了推进系统实现卫星的相位调整和轨道维持，其携带的用于轨道高度维持的推进剂量决定了其轨道寿命。而星座卫星往往体积质量较小，所带推进剂量非常有限。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例期望提供一种基于霍曼变轨的同轨道特定相位分布的对地遥感卫星星座布局与轨道调整方法、装置及计算机存储介质；能够保证对地遥感卫星所组成的星座在快速布局入轨的同时还可以节省燃料，以保证对地遥感卫星的在轨运行寿命达到设计寿命。

本发明实施例的技术方案是这样实现的：

第一方面，本发明实施例提供了一种基于霍曼变轨的同一轨道特定相位分布的对地遥感卫星星座布局与轨道调整方法，所述方法包括：

建立对地遥感卫星的入轨运动模型；

基于设定的摄动因素分析所述对地遥感卫星的轨道衰减因素；

针对同一轨道特定相位分布的对地遥感卫星星座，根据所述入轨运动模型设计由入轨轨道进入至标定轨道之间高度调整策略以及所述星座的相位初始化布局策略；

至少根据所述高度调整策略和/或所述相位初始化布局策略、相位保持以及针对所述轨道衰减因素而进行高度维持中的一项或多项确定所述对地遥感卫星在设计寿命下所需的燃料量。

第二方面，本发明实施例提供了一种基于霍曼变轨的同一轨道特定相位分布的对地遥感卫星星座布局与轨道调整装置，所述装置包括：建立部分、分析部分、设计部分和确定部分；其中，

所述建立部分，经配置为建立对地遥感卫星的入轨运动模型；

所述分析部分，经配置为基于设定的摄动因素分析所述对地遥感卫星的轨道衰减因素；

所述设计部分，经配置为针对同一轨道特定相位分布的对地遥感卫星星座，根据所述入轨运动模型设计由入轨轨道进入至标定轨道之间高度调整策略以及所述星座的相位初始化布局策略；