[发明专利]低轨卫星跟踪非轨道飞行高动态目标的窗口计算方法

摘要

本发明提供了一种低轨卫星跟踪非轨道飞行高动态目标的窗口计算方法，首先明确已知条件、约束条件和卫星跟踪窗口的计算优化目标，然后采用初筛选、细筛选两步筛选，综合考虑卫星轨道、高动态目标运动轨迹、卫星与目标的相对几何关系、地面测控站对卫星的可见情况、卫星的对地观测能力、空间天气情况、日月对卫星星敏感器的干扰情况，进行低轨卫星跟踪高动态目标的窗口计算与优化方法，解决了卫星跟踪高动态目标的窗口多变、确定难度大等问题，计算简便，具有较强的工程可用性。

主权项

一种低轨卫星跟踪非轨道飞行高动态目标的窗口计算方法，其特征在于包括下述步骤：步骤一，明确已知条件，包括动态目标在地固系的理论弹道和卫星在J2000惯性坐标系的轨道参数，所述的轨道参数包括历元时刻、轨道六根数、大气阻尼系数和面质比；步骤二，明确约束条件，包括卫星的对地观测能力和气象可见约束；所述的卫星的对地观测能力包括卫星的星敏感器安装位置与指向、卫星的姿态角机动范围、卫星姿态角速度的最大值、观测相机的分辨率参数；所述的气象可见约束包括可见距离和动态目标周围的云层分布情况；步骤三，明确卫星跟踪窗口的计算优化目标，内容包括：a)卫星的相机光轴指向目标时，卫星姿态在姿态机动范围内；b)卫星姿态机动角速度能满足锁定动态目标的条件；c)目标进入卫星相机视场后，预留足以判断是否完成目标锁定的时间；d)窗口时间内，地面测站对低轨卫星可见；e)窗口时间内，日月星体不能对星敏感器产生干扰；f)卫星跟踪动态目标的时间取最优值；步骤四，以动态目标的初始位置看卫星的最高仰角作为判断标准，计算卫星看动态目标时是否超过了卫星侧摆角的滚动范围，将未超过的跟踪圈次作为跟踪窗口的初步筛选结果；步骤五，读取步骤四初筛选的各圈次及其最高仰角Emax，根据卫星轨道、观测基点、卫星星下点之间的相互位置关系，采用实时姿态算法计算卫星看观测基点的姿态角及时间；若卫星跟踪动态目标的最大跟踪时长大于任务预先设定的跟踪窗口的最短时间间隔限制，则保留该圈次，否则排除该圈次；步骤六，把步骤五筛选得到的跟踪窗口分为A、B、C三类；相机右摆最大角左摆范围内的圈次，且在白天的，为A类窗口；相机右摆最大角左摆范围内的圈次，不属于A类，且在白天的，为B类窗口；相机右摆最大角左摆范围内的圈次，且观测时间在晚上的，为C类窗口；其中为相机右摆的保守限制值，为相机左摆的保守限制值，为相机右摆的最大限制值，为相机左摆的最大限制值；保守限制值为卫星的设计侧摆角范围，最大限制值为卫星侧摆角的极限值。