[发明专利]一种基于贪心算法的星座区域目标侧摆角调度方法

权利要求书

1.一种基于贪心算法的星座区域目标侧摆角调度方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、确定星座构型；

S2、建立简化卫星轨道外推模型；

S3、计算星下点位置；

S4、计算卫星覆盖条带；

S5、设置目标区域并进行网格化处理；

S6、添加约束条件；

S7、利用贪心算法计算载荷侧摆角度；

S8、输出仿真结果。

2.根据权利要求1所述的一种基于贪心算法的星座区域目标侧摆角调度方法，其特征在于，步骤S1中具体操作方法为：

基于8个轨道面，每个轨道面8颗卫星的Walker星座，轨道高度600km，轨道倾角97.65°，8个轨道面的升交点赤经RAAN分别为0,45,90,…,270,315，轨道面相位差设置为6°。

3.根据权利要求1所述的一种基于贪心算法的星座区域目标侧摆角调度方法，其特征在于，步骤S2的具体操作方法为：

卫星在轨运行主要受到引力和非引力两部分外力作用，其中引力包括地球中心引力、太阳、月亮以及其它行星引力，非引力部分则包括地球非球形引力场摄动、太阳辐射光压、反照压、地球辐射压及地球固体潮，低轨卫星在轨运行中，地球的非球形引力引起的轨道摄动在所有摄动项中占主要地位，故而只考虑地球扁率J₂项，其一阶解六根数表示形式为：

其中，a为轨道半长轴，e为轨道偏心率，i为轨道倾角，Ω为升交点赤经，ω为近地点辐角，M为平近点角，上标“1”表示一阶解，下标为“0”的项表示平根项，下标为“1”的项表示一阶长期项，下标为“2”的项表示二阶长期项，下标为“l”的项表示长周期项，下标为“s”的项表示短周期项。

4.根据权利要求1所述的一种基于贪心算法的星座区域目标侧摆角调度方法，其特征在于，步骤S3的具体操作方法为：

计算星下点位置涉及坐标转换：

1)J2000.0惯性坐标系→瞬时平赤道坐标系；

2)瞬时平赤道坐标系→瞬时真赤道坐标系；

3)瞬时真赤道坐标系→准地球固定坐标系；

4)准地球固定坐标系→地球固定坐标系；

5)地球固定坐标系→大地坐标系；

得到卫星所在位置的大地经度、大地维度及大地高度。

5.根据权利要求1所述的一种基于贪心算法的星座区域目标侧摆角调度方法，其特征在于，步骤S4的具体操作方法为：

根据时间、卫星瞬时位置、最小观测角、传感器类型、传感器中心角等计算卫星对地覆盖条带，并用大地坐标系表示。

6.根据权利要求1所述的一种基于贪心算法的星座区域目标侧摆角调度方法,其特征在于，步骤S5的具体操作方法为：

目区域设置经度范围与维度范围，基于步骤S2的Walker星座，确定经度范围为E96～E119,维度范围为N32～N42，将地面目标划根据精度要求划分为若干个网格点，当网格面积较大时，降低后续算法计算复杂度，同时使得计算精度也降低，当网格面积较小时，提升后续算法计算复杂度，同时使得计算精度也提高，根据卫星覆盖条带以及网格点经纬度，计算星座对每个网格点的覆盖情况，综合统计可得到卫星单次过境对目标区域的覆盖范围。

7.根据权利要求1所述的一种基于贪心算法的星座区域目标侧摆角调度方法,其特征在于，步骤S6的主要的约束条件有：

1)任务需求约束，载荷分辨率要求、观测位置要求、太阳高度角要求等；

2)载荷资源约束，存储容量限制、能量限制、开关机次数限制、开关机间隔限制等；

3)成像事件约束，目标可见性要求、开机时间要求、角度调整时间要求等；

4)其他约束，气象条件约束、特定工作约束等。

8.根据权利要求1所述的一种基于贪心算法的星座区域目标侧摆角调度方法,其特征在于，步骤S7的具体包括以下步骤：

S701、判断星下点位置是否在目标区域内；

S702、如果星下点位置落在目标区域内，时间为t₁；

S703、以规定的步进值对侧摆角度进行遍历，θ_i；

S704、轨道外推,计算星下点离开目标区域时间t₂；

S705、计算(t₁,t₂)时间段，对尚未覆盖目标区域覆盖率η_i；

S706、最优侧摆角：θ＝θ_j，此时，η_j＝max(η_i)；

S707、如果星下点位置未落在目标区域内；

S708、结束循环。