[发明专利]一种用于确定航天器解体碎片不确定性参数分布的方法

权利要求书

1.一种用于确定航天器解体碎片不确定性参数分布的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、获取待处理航天器解体碎片的相关参数，包括位置、质量、数量、能量和不确定度；

步骤二、根据所有碎片的位置集合确定整个包络区域，即碎片不确定性参数的计算域，并对计算域按位置分辨率要求进行细分；

步骤三、将每一个碎片的待求参数按照一定的分布规则分布到计算域内；待求参数原本集中于一点，经过分布后，变为一个区域内的参数密度；

步骤四、对计算域内的碎片参数分布求和，得到所有碎片的不确定性参数在整个计算域内的分布；

所述分布规则为圆锥型线性分布规则，以碎片位置为中心点，以符合碎片参数不确定度的方式确定具体分布形式和系数；以碎片数量为例，所述圆锥型线性分布规则的分布步骤为：

步骤S11、获取碎片数量N_i＝{λ，B，n，α，δ}，其中，λ，B表示碎片所处位置，通常分别为经度和纬度，n表示碎片数量，α和δ表示不确定度，表示参数总量的α分布在以基准点为圆心，半径为δ的区域内；

步骤S12、首先遍历所有碎片数据的位置坐标，找到λ_max、λ_min、B_max、B_min四个参数，由此四个参数可确定一个最小包络矩形；遍历所有碎片数据的δ参数，找到δ_max，将最小包络矩形各边分别向外拓展6δ_max的距离；然后对计算域按位置分辨率要求进一步细分为细小矩形网格；

步骤S13、使用圆锥型线性分布规则，将参数总量n分布在一个底面半径为l，高为h的圆锥上，并且要求以半径为δ的圆柱面为界，其内部体积占比为α，待求系数为l和h；

根据总量一致有：圆锥体积与碎片数量相等，即V_总＝n_i，根据不确定度分量一致：圆柱和圆柱上方圆锥的体积之和与整个圆锥体积的比值为α，即可推得关于l和h的方程组：

αl³－3δ²l+2δ³＝0                      (1)

πl²h＝3n_i                      (2)

当0＜α＜1时，由三次方程求根公式，(1)式中l的实根有且仅有一个；当α＝1时，则可以直接取l＝δ，故上述方程组可以唯一确定碎片数量不确定度的分布方式。

2.如权利要求1所述的用于确定航天器解体碎片不确定性参数分布的方法，所述分布规则还可以是二维正态分布，以碎片位置为中心点，以符合碎片参数不确定度的方式确定具体分布形式和系数。

3.如权利要求1所述的用于确定航天器解体碎片不确定性参数分布的方法，其特征在于，所述碎片的参数种类须一致，其中位置参数是必须参数，通常以经纬度形式给定；碎片质量、数量和能量参数为可选的待分布参数，且质量、数量和能量参数至少应包含一个。

4.如权利要求1所述的用于确定航天器解体碎片不确定性参数分布的方法，其特征在于，所述碎片参数的不确定度用(α，δ)表示，其中δ为正实数，α∈(0,1]；以获取的碎片位置为基准点，(α，δ)表示不确定性参数总量的α分布在以基准点为圆心，半径为δ的区域内。

5.如权利要求1所述的用于确定航天器解体碎片不确定性参数分布的方法，其特征在于，所述步骤二中确定包络区域的具体方法为：首先根据所有碎片的位置，确定一个能包络所有碎片的最小矩形区域；再将该矩形区域向外扩展6δ_max距离，其中δ_max表示最大不确定度，确保后续参数分布不会超出计算域。

6.如权利要求1所述的用于确定航天器解体碎片不确定性参数分布的方法，其特征在于，所述计算域的范围确定后，根据所需要的参数位置分辨率，将计算域划分为一定数量的细小矩形网格，每个细小矩形网格即为碎片参数分布的计算单元，且细小矩形网格的大小决定了最终分布的精细度。