[发明专利]对日观测卫星星地链路建立方法、系统及计算机可读介质

说明书

本发明涉及一种对日观测卫星星地链路建立方法、系统及计算机可读介质，该星地链路建立方法包括：根据以卫星质心为原点的太阳矢量和以卫星质心为原点的黄道面法向矢量建立对日指向坐标系OXYZ，其中，O表示卫星质心，X轴指向该太阳矢量，Y轴指向该黄道面法向矢量与该太阳矢量经过叉乘后所得矢量的方向，Z轴与X轴和Y轴构成正交坐标系；根据对日指向坐标系OXYZ计算对日观测卫星上的数传天线波束中心线的第一夹角和第二夹角；以及控制对日观测卫星的姿态，使第一夹角保持在第一预设范围内，并且使第二夹角保持在第二预设范围内，从而使对日观测卫星的星地链路在整个轨道周期内指向有效，提高了对日观测卫星工作的可靠性。

技术领域

本发明主要涉及对日观测卫星的星地链路建立技术领域，具体地涉及一种对日观测卫星星地链路建立方法、系统及计算机可读介质。

背景技术

太阳是太阳系天体系统的核心天体，其对太阳系各天体的空间运行起着决定性的影响。近年来，借助对日观测卫星等空间飞行器对太阳进行探测和观测已成为宇宙天体研究的热点。

目前对日观测卫星例如有帕克号、羲和号以及夸父一号，其中，帕克号可以飞到太阳附近来进行观测任务，帕克号的运行轨道是个大椭圆，最近的近日点大约是10个太阳半径；羲和号是太阳探测科学试验卫星，其上设置的望远镜可以在Hα波段工作以连续对太阳进行观测，还可以克服地球大气抖动等所带来的其他问题，望远镜可以在短时间内扫描全日面，并在扫描的波长范围内对每一个光谱点进行成像；夸父一号是专门为观测太阳而提出的对日观测卫星，其配备了用于观测太阳耀斑非热物理过程的硬X射线成像仪、用于开展太阳光球矢量磁场成像观测的全日面矢量磁像仪以及用于观测日冕物质抛射形成和早期演化的莱曼阿尔法太阳望远镜等设备，其中莱曼阿尔法太阳望远镜包括莱曼阿尔法全日面成像仪、日冕仪、白光全日面望远镜以及导行镜等仪器，夸父一号在科学目标、观测对象以及观测波段等综合性能方面具有独特优势。

现有技术的对日观测卫星在工作过程中，卫星姿态以对日指向为主而不对地面指向，即通常不为卫星与地面站之间的星地链路预留对地指向的姿态，从而对日观测卫星上设置的数传天线的天线波束不一定能覆盖地面站，存在星地链路的指向可能失效，对日观测卫星观测的科学数据下行可靠性不高的问题。

发明内容

本申请所要解决的技术问题是提供一种对日观测卫星星地链路建立方法、系统及计算机可读介质，可以使对日观测卫星与地面站之间的星地链路始终保持指向有效，提高了对日观测卫星观测的科学数据下行的可靠性。

本申请为解决上述技术问题而采用的技术方案是一种对日观测卫星星地链路建立方法，包括：根据以卫星质心为原点的太阳矢量和以卫星质心为原点的黄道面法向矢量建立对日指向坐标系OXYZ，其中，O表示卫星质心，X轴指向以卫星质心为原点的太阳矢量，Y轴指向以卫星质心为原点的黄道面法向矢量与以卫星质心为原点的太阳矢量经过叉乘后所得矢量的方向，Z轴与X轴和Y轴构成正交坐标系；根据对日指向坐标系OXYZ计算对日观测卫星上的数传天线波束中心线的第一夹角和第二夹角，其中，第一夹角包括数传天线波束中心线与X轴之间的夹角，第二夹角包括数传天线波束中心线与Z轴之间的夹角；以及控制对日观测卫星的姿态，使第一夹角保持在第一预设范围内，并且使第二夹角保持在第二预设范围内，从而使对日观测卫星的星地链路在整个轨道周期内指向有效。

在本申请的一实施例中，以卫星质心为原点的太阳矢量根据下面的公式所得：

其中，表示以地心为原点的太阳矢量，表示以地心为原点的卫星矢量。

在本申请的一实施例中，根据以卫星质心为原点的太阳矢量和以卫星质心为原点的黄道面法向矢量建立对日指向坐标系OXYZ的步骤包括：使用下面的公式归一化处理以卫星质心为原点的太阳矢量获得归一化后的太阳矢量

将归一化后的太阳矢量作为对日指向坐标系OXYZ的X轴。