[发明专利]星体对转动太阳帆板遮挡面积的全周期可视化分析方法

权利要求书

1.一种星体对转动太阳帆板遮挡面积的全周期可视化分析方法，其特征在于，采用了一种结合建模软件、模型转化软件、卫星数学仿真系统和可视化实时计算系统的动态可视化的分析方法，包括如下步骤：

将卫星设计结构图通过建模软件导出和模型转化软件转化并进行参数调整，得到可被可视化实时计算系统识别的模型文件，其中所述模型文件包括：固定部件，由星体设置；转动部件，由带SADA驱动的帆板设置；

建立卫星数学仿真系统，生成并输出信息，其中所述信息包括卫星轨道动力学信息、卫星姿态动力学信息、卫星SADA转动模型信息；

在可视化实时计算系统中进行卫星模型的配置，其中包括将模型文件导入可视化实时计算系统中，完成转动部件转动特性的设置，并完成部件与外部接口的定义，其中所述转动部件转动特性包括转动轴、转动方向及转动范围；

在可视化实时计算系统中进行卫星运行的配置，其中包括将卫星轨道动力学信息、卫星姿态动力学信息以数据流的形式跟可视化实时计算系统进行交互，转动部件根据卫星SADA转动模型信息输出实时转动；

在可视化实时计算系统中进行在轨运行可视化与期望的验证；

在可视化实时计算系统中建立分析工作所需的坐标系、向量和面，并将数据导出，其中建立分析工作所需的坐标系、向量和面包括建立卫星本体坐标系、帆板坐标系、太阳向量、卫星本体的包络向量、帆板的包络向量；根据太阳向量建立的卫星本体的包络向量在帆板上的投影向量；将数据导出包括如下步骤：基于卫星本体坐标系，确定帆板的顶点坐标、卫星星体顶点坐标、卫星星体上的突出物轮廓坐标、卫星轨道参数、世界时和太阳倾角；将上述数据通过转化矩阵转化到帆板坐标系下；按照可设置的时间间隔通过可视化实时计算系统报表的形式导出数据；以及

根据导出的数据进行星体对转动太阳帆板遮挡面积的计算，其中包括下列步骤：利用数据分析工具，将各个点在帆板坐标系下进行显示，并将各坐标点连接起来形成包络；采用蒙特卡洛算法对各包络之间的相交面积求积分得到相交面积；随着时间序列的前进，实时计算当前时间的相交面积；相交面积为星体对转动太阳帆板遮挡面积，在可视界面中进行实时显示；其中将各坐标点连接起来形成包络包括：将帆板的顶点直接相连，表征帆板的包络；将星体顶点在帆板上的投影点凸包连接，表征星体的包络投影；将星体上突出物轮廓凸包连接，表征星体上突出物轮廓的包络投影；

其中，所述可视化实时计算系统包括STK软件系统，并且在所述STK软件系统中实时动态显示卫星的在轨运行状态、遮挡区域以及对卫星寿命周期任何时间节点、不同太阳矢量与帆板法线夹角情况下进行可视化显示。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述卫星轨道动力学信息包括：根据初始轨道信息和轨控信息实时解算得到的卫星在轨位置信息。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述卫星姿态动力学信息包括：根据任务和工作模式实时解算得到的卫星在轨指向信息。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述卫星SADA转动模型信息包括：根据SADA转动导引率实时解算得到的帆板与卫星本体系的位置关系信息。