本发明专利技术提供了一种飞行器紫外辐照表征方法、装置、计算机设备及存储介质，所述方法包括：获取当前时刻飞行器的运动状态和运行姿态、太阳光线的方向；根据所述飞行器的运动状态以及所述太阳光线的方向，判断所述飞行器是否受紫外辐照；当所述飞行器受到紫外辐照时，根据所述太阳光线的方向以及所述飞行器的姿态，对所述飞行器不同受晒面的紫外辐照情况进行分析。本发明专利技术通过获取飞行器的运动状态、姿态状态以及获取太阳光线的方向，对飞行器表面不同部位受到的不同程度的紫外辐射进行表征，考虑了不同飞行器的结构及受晒面，较为真实地实现对飞行器在轨运行期间的紫外辐照进行实时量化表征。时量化表征。时量化表征。
【技术实现步骤摘要】
飞行器紫外辐照表征方法、装置、计算机设备及存储介质
[0001]本专利技术涉及航空航天
，具体而言，涉及一种飞行器紫外辐照表征方法、装置、计算机设备及存储介质。
技术介绍
[0002]低地球轨道环境中,除原子氧会对在低地球轨道运行的飞行器构成严重威胁外，紫外、真空紫外辐射也会对飞行器材料产生影响。尽管真空紫外辐照能在太阳总辐照能中所占比例很小，但其作用却十分重要。光子具有很高的能量，能使地球高层大气强烈电离而形成电离层。飞行器表面受它们的作用后会发生光电效应，使飞行器表面带有静电，这将影响飞行器内电子系统与磁性器件的正常工作。光子作用于材料将导致材料内的分子产生光致电离和光致分解效应，尤其会破坏飞行器上高分子材料的化学键，使材料产生质量损失，使表面具有析气现象，使机械性能恶化，而且挥发性可凝物还会影响飞行器上的光学器件和电子器件的正常工作，乃至使其失灵。当材料表面的分子吸收辐射或辐射的能量后，就有可能发生化学键的断裂，并引发相应的物理和化学变化，从而对材料的结构和性能带来影响。
[0003]由于低地球轨道飞行器在飞行过程中会遭到紫外的辐照，会造成飞行器表面材料性能的退化，可能危及飞行器的运行安全或降低飞行器的使用寿命。因此有必要对飞行器所受的紫外辐照效应进行研究。
技术实现思路
[0004]本专利技术解决的问题是如何对飞行器表面所受的紫外辐照作用进行表征。
[0005]为解决上述问题，本专利技术提供一种飞行器紫外辐照表征方法，包括：
[0006]获取当前时刻飞行器的运动状态和运行姿态、太阳光线的方向；
[0007]根据所述飞行器的运动状态以及所述太阳光线的方向，判断所述飞行器是否受紫外辐照；
[0008]当所述飞行器受到紫外辐照时，根据所述太阳光线的方向以及所述飞行器的姿态，对所述飞行器不同受晒面的紫外辐照情况进行分析。
[0009]一种实施例中，所述获取当前时刻飞行器的运动状态包括：
[0010]获取当前时刻飞行器与地球的相对位置关系；
[0011]所述根据所述飞行器的运动状态以及所述太阳光线的方向，判断所述飞行器是否受紫外辐照包括：
[0012]根据所述飞行器与地球的相对位置关系以及所述太阳光线的方向，判断所述飞行器是否受紫外辐照。
[0013]一种实施例中，所述获取当前时刻飞行器与地球的相对位置关系包括：
[0014]使用开普勒轨道六根数定义所述飞行器的初始时刻轨道参数；
[0015]根据所述飞行器的初始时刻轨道参数以及二体运动方程，获取当前时刻所述飞行
器在地心J2000坐标系中的空间位置坐标。
[0016]一种实施例中，所述获取当前时刻太阳光线的方向包括：
[0017]获取太阳与地球的相对位置关系；
[0018]根据所述太阳与地球的相对位置关系获取所述太阳光线的方向。
[0019]一种实施例中，所述获取太阳与地球的相对位置关系包括：
[0020]获取太阳在第二赤道坐标系中的位置坐标，将所述位置坐标经空间转换成相对于地球所在空间直角坐标系中的视位置，根据所述视位置获取太阳在地心J2000坐标系中的位置；
[0021]所述根据所述太阳与地球的相对位置关系获取所述太阳光线的方向包括：
[0022]假设地球附近运行的飞行器所受的太阳光均为平行光，根据所述太阳在地心J2000坐标系中的位置，获取由地心指向太阳质心的方向向量，对所述方向向量取反并进行单位化，得到太阳紫外光方向矢量，所述太阳紫外光方向矢量为所述太阳光线的方向。
[0023]一种实施例中，所述获取当前时刻飞行器的运行姿态包括：
[0024]定义卫星本体坐标系，所述卫星本体坐标系的原点位于所述飞行器的质心，所述卫星本体坐标系的X轴、Y轴、Z轴分别为所述飞行器的三个主惯量轴，当所述飞行器未出现姿态偏差时，所述卫星本体坐标系的X轴、Y轴、Z轴与轨道坐标系的X轴、Y轴、Z轴重合，所述轨道坐标系的Z轴指向地心，所述轨道坐标系的X轴与所述飞行器的运动方向重合，所述轨道坐标系的Y轴指向所述飞行器的轨道面负法线方向，并与所述轨道坐标系的X轴、Z轴构成右手直角坐标系；
[0025]获取当前时刻所述飞行器在所述卫星本体坐标系中的姿态四元数，所述姿态四元数q为：
[0026][0027]其中，q1、q2、q3为矢量分量，q0为标量分量，且q
12
+q
22
+q
32
+q
02
＝1，α为所述轨道坐标系绕空间旋转轴e旋转至与所述卫星本体坐标系重合所需的角度，其中，所述空间旋转轴e在所述轨道坐标系中的方向向量为e＝(C
x
，C
y
，C
z
)，(C
x
，C
y
，C
z
)表示方向余弦。
[0028]一种实施例中，所述根据所述飞行器的运动状态以及所述太阳光线的方向，判断所述飞行器是否受紫外辐照包括：
[0029]根据所述太阳与地球的相对位置关系、所述飞行器与地球的相对位置关系，获取地影遮挡区域；
[0030]判断所述飞行器绕地球飞行时是否进入到所述地影遮挡区域，当所述飞行器未进入所述地影遮挡区域时，获取所述太阳光线的方向在ntw坐标系下的坐标，并将所述坐标作为所述飞行器受到紫外辐照的紫外线参考入射方向，
[0031]其中，所述ntw坐标系的X轴指向所述飞行器的前进方向，Z轴为沿着地心与所述飞行器质心连线方向指向地心外侧，Y轴与X轴、X轴构成右手直角坐标系。
[0032]本专利技术还提供一种飞行器紫外辐照表征装置，包括：
[0033]获取单元，用于获取当前时刻飞行器的运动状态和运行姿态、太阳光线的方向；
[0034]分析单元，用于根据所述飞行器的运动状态以及所述太阳光线的方向，判断所述飞行器是否受紫外辐照，
[0035]所述分析单元还用于当所述飞行器受到紫外辐照时，根据所述太阳光线的方向以及所述飞行器的姿态，对所述飞行器不同受晒面的紫外辐照情况进行分析。
[0036]本专利技术还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述所述方法的步骤。
[0037]本专利技术还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述的飞行器紫外辐照表征方法的步骤。
[0038]本专利技术的飞行器紫外辐照表征方法相较于现有技术的优势在于：
[0039]本专利技术通过获取飞行器的运动状态、姿态状态以及获取太阳光线的方向，对飞行器表面不同部位受到的不同程度的紫外辐射进行表征，考虑了不同飞行器的结构及受晒面，较为真实地实现对飞行器在轨运行期间的紫外辐照进行实时量化表征。
附图说明
[0040]图1为本专利技术实施例中飞行器紫外辐照表征方法的应用环境图；；
[0041]本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种飞行器紫外辐照表征方法，其特征在于，包括：获取当前时刻飞行器的运动状态和运行姿态、太阳光线的方向；根据所述飞行器的运动状态以及所述太阳光线的方向，判断所述飞行器是否受紫外辐照；当所述飞行器受到紫外辐照时，根据所述太阳光线的方向以及所述飞行器的姿态，对所述飞行器不同受晒面的紫外辐照情况进行分析。2.根据权利要求1所述的飞行器紫外辐照表征方法，其特征在于，所述获取当前时刻飞行器的运动状态包括：获取当前时刻飞行器与地球的相对位置关系；所述根据所述飞行器的运动状态以及所述太阳光线的方向，判断所述飞行器是否受紫外辐照包括：根据所述飞行器与地球的相对位置关系以及所述太阳光线的方向，判断所述飞行器是否受紫外辐照。3.根据权利要求2所述的飞行器紫外辐照表征方法，其特征在于，所述获取当前时刻飞行器与地球的相对位置关系包括：使用开普勒轨道六根数定义所述飞行器的初始时刻轨道参数；根据所述飞行器的初始时刻轨道参数以及二体运动方程，获取当前时刻所述飞行器在地心J2000坐标系中的空间位置坐标。4.根据权利要求2所述的飞行器紫外辐照表征方法，其特征在于，所述获取当前时刻太阳光线的方向包括：获取太阳与地球的相对位置关系；根据所述太阳与地球的相对位置关系获取所述太阳光线的方向。5.根据权利要求4所述的飞行器紫外辐照表征方法，其特征在于，所述获取太阳与地球的相对位置关系包括：获取太阳在第二赤道坐标系中的位置坐标，将所述位置坐标经空间转换成相对于地球所在空间直角坐标系中的视位置，根据所述视位置获取太阳在地心J2000坐标系中的位置；所述根据所述太阳与地球的相对位置关系获取所述太阳光线的方向包括：假设地球附近运行的飞行器所受的太阳光均为平行光，根据所述太阳在地心J2000坐标系中的位置，获取由地心指向太阳质心的方向向量，对所述方向向量取反并进行单位化，得到太阳紫外光方向矢量，所述太阳紫外光方向矢量为所述太阳光线的方向。6.根据权利要求1所述的飞行器紫外辐照表征方法，其特征在于，所述获取当前时刻飞行器的运行姿态包括：定义卫星本体坐标系，所述卫星本体坐标系的原点位于所述飞行器的质心，所述卫星本体坐标系的X轴、Y轴、Z轴分别为所述飞行器的三个主惯量轴，当所述飞行器未出现姿态偏差时，所述卫星本体坐标系的X轴、Y轴、Z轴与轨道坐标系的X轴、Y轴、Z轴重合，所述轨道坐标系的Z轴指向地心，所述轨道坐标系的X轴与所述飞行器的运动方向重合...
【专利技术属性】
技术研发人员：李兴冀，杨剑群，吕钢，魏亚东，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：
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