[发明专利]卫星指向夹角近似值的计算方法

说明书

本公开提供了一种卫星指向夹角近似值的计算方法，包括：步骤A，建立卫星与理想地球之间的几何关系，得出任一时刻卫星指向夹角的第一近似值和第二近似值；步骤B，根据时间信息计算所述时刻太阳直射点在理想地球球面上的经度值和纬度值；以及步骤C，利用所述时刻的太阳直射点经度值、纬度值以及判决准则从所述第一近似值和第二近似值中确定最优卫星指向夹角近似值。本公开简化了计算流程，快速计算出了卫星指向夹角的近似值，大幅提高了计算速度。

技术领域

本公开涉及卫星数据处理领域，尤其涉及一种卫星指向夹角近似值的计算方法。

背景技术

在对卫星探测数据进行处理时，判断卫星是否在地球遮挡区，是处理数据过程中必须考虑的关键因素之一。而卫星指向与大气层明亮区切线之间的夹角(以下称卫星指向夹角)，是作为判断卫星是否在地球遮挡区的重要判据之一。大气层明亮区是指太阳照射地球时的明亮区域，地球遮挡区是指太阳照射地球时的阴影区域。因此快速简便计算卫星指向夹角，能够大大提高卫星是否在地球遮挡区的判定效率。

传统卫星指向夹角计算方法，需要先根据卫星位置通过解析复杂方程组计算出卫星与地球的切点位置，然后根据对应时间的太阳星历计算出太阳在地球坐标系下的方位，继而根据太阳方位及切点的相对位置关系，确定切点是否落在明亮区内，从而计算出卫星指向夹角。传统计算方法涉及到多元高次方程组的解析，增加了数据处理的复杂度，降低了判定效率。

发明内容

(一)要解决的技术问题

鉴于上述技术问题，本公开提供了一种卫星指向夹角近似值的计算方法，简化了计算流程，快速计算出了卫星指向夹角的近似值，大幅提高了计算速度。

(二)技术方案

本公开卫星指向夹角近似值的计算方法，包括：

步骤A，建立卫星与理想地球之间的几何关系，得出任一时刻卫星指向夹角的第一近似值和第二近似值；

步骤B，根据时间信息计算所述时刻太阳直射点在理想地球球面上的经度值和纬度值；以及

步骤C，利用所述时刻的太阳直射点经度值、纬度值以及判决准则从所述第一近似值和第二近似值中确定最优卫星指向夹角近似值。

在本公开的一些实施例中，所述步骤A包括：

子步骤A1，由卫星向理想地球球面引两条切线，建立任一时刻卫星与理想地球之间的几何关系，所述切线位于卫星指向所在直线和地球中心、卫星的连线所确定的平面内；以及

子步骤A2，根据卫星的位置、卫星指向以及理想地球之间的几何关系计算卫星指向夹角的第一近似值和第二近似值。

在本公开的一些实施例中，所述子步骤A2中，卫星指向夹角的第一近似值θ₁和第二近似值θ₂为：

其中，地球中心坐标为(0，0，0)，卫星位置坐标为(x，y，z)，地球的半径为R，为卫星指向的方向向量，为卫星位置指向地球球心的向量。

在本公开的一些实施例中，所述步骤B包括：

子步骤B1，利用所述时刻当天的0点到该时刻的总秒数，计算该时刻太阳直射点的经度值；以及

子步骤B2，利用黄赤夹角和该时刻太阳直射点相对于春分点的地球公转角度计算太阳直射点的纬度值。

在本公开的一些实施例中，所述子步骤B1中，该时刻太阳直射点的经度值α为：

其中，N_sec为所述时刻当天的0点到该时刻的总秒数。