一种基于编队绕飞模型的轨控碰撞安全性分析方法技术

本公开实施例是关于一种基于编队绕飞模型的轨控碰撞安全性分析方法。包括：获取控前卫星和潜在目标的空间矢量或轨道根数；获取将被输入到控前卫星的控制时间和控制量；通过将控前卫星作为主星并且将控后卫星作为副星构成编队模型，并计算编队模型的参数；根据作为主星的控前卫星的轨道根数以及编队模型的参数，计算出副星的轨道根数并且将副星的轨道根数作为控后卫星的轨道根数；根据控后卫星的轨道根数和潜在目标的空间矢量，确定控后卫星和潜在目标之间的第一接近时刻及碰撞参数。本公开实施例通过编队构造简化模型实现对不同控制量的弹道预警，从而在所需计算的弹道组数增加时，也仅需要完成一次弹道预报就可实现，进而提高了计算效率。而提高了计算效率。而提高了计算效率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于编队绕飞模型的轨控碰撞安全性分析方法


[0001]本公开实施例涉及人造地球卫星轨道计算
，尤其涉及一种基于编队绕飞模型的轨控碰撞安全性分析方法。

技术介绍

[0002]随着人类在太空上的活动日趋频繁，航天器的报废、有意或无意的碰撞导致的碎片散落在轨道各处，形成了太空垃圾。为了防止这些高速运行的太空垃圾与正常运行的航天器发生碰撞从而对航天器和宇航员都造成巨大损害，空间碰撞预警及规避已成为人类航天活动过程中不可避免的问题。
[0003]相关技术中，控后卫星在计算多组弹道预警时，需要循环完成弹道预报的工作，并逐一与潜在目标筛选比对，计算时间与弹道组数成正比的，当需要在较大控制误差范围内完成碰撞预警工作时，计算所需耗时较大。
[0004]因此，有必要改善上述相关技术方案中存在的一个或者多个问题。
[0005]需要说明的是，在上述
技术介绍
部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

技术实现思路

[0006]本公开实施例的目的在于提供一种基于编队绕飞模型的轨控碰撞安全性分析方法，进而至少解决控后卫星在计算多组弹道预警时计算所需耗时较大的问题。
[0007]本专利技术的目的采用以下技术方案实现：本专利技术提供了一种基于编队绕飞模型的轨控碰撞安全性分析方法，该方法包括：获取控前卫星和潜在目标的空间矢量或轨道根数；获取将被输入到所述控前卫星的控制时间和控制量；通过将所述控前卫星作为主星并且将控后卫星作为副星构成编队模型，并计算所述编队模型的参数；根据作为所述主星的所述控前卫星的轨道根数以及所述编队模型的参数，计算出所述副星的轨道根数并且将所述副星的轨道根数作为所述控后卫星的轨道根数；根据所述控后卫星的轨道根数和所述潜在目标的空间矢量，确定所述控后卫星和所述潜在目标之间的第一接近时刻及所述第一接近时刻所对应的碰撞参数；其中，所述控后卫星是通过以所述控制量对所述控前卫星进行控制而获得的；所述控前卫星、潜在目标及控后卫星中的任一者的空间矢量和轨道根数中的一项能够通过另一项来计算获得。
[0008]可选地，当所述潜在目标存在多个时，根据所述碰撞参数计算每个潜在目标的距离指标，并从所述多个所述潜在目标中确定出距离指标最小的潜在目标。
[0009]可选地，在通过将所述控前卫星作为主星并且将控后卫星作为副星构成编队模型，并计算所述编队模型的参数的步骤中，还包括：
根据所述控制时间确定控制时刻的所述控前卫星的空间矢量，并根据所述控制时刻的所述控前卫星的空间矢量计算出所述控制时刻的所述控前卫星的轨道根数；根据所述控制量计算所述控后卫星的速度增量；根据所述控制时刻的所述控前卫星的轨道根数和所述控后卫星的速度增量计算出所述编队模型的参数。
[0010]可选地，还包括：所述控后卫星的速度增量的计算方程：，其中，n通过公式求得，其中，μ为地球引力常数，为所述主星的轨道根数，为速度增量，为所述控制量；所述编队模型的参数的计算方程：，或者，；其中，通过公式求得，为所述主星的轨道根数，为所述编队模型的参数。
[0011]可选地，在通过将所述控前卫星作为主星并且将控后卫星作为副星构成编队模型，并计算所述编队模型的参数的步骤中，还包括：在加入至少一项摄动的基础上计算所述编队模型的参数。
[0012]可选地，根据作为所述主星的所述控前卫星的轨道根数以及所述编队模型的参数，计算出所述副星的轨道根数并且将所述副星的轨道根数作为所述控后卫星的轨道根数的步骤中，还包括：根据所述控前卫星在与所述潜在目标的第二接近时刻的状态矢量计算出所述主星的轨道根数；并根据所述第二接近时刻的所述编队模型的参数，计算出所述第二接近时刻的所述副星的轨道根数。
[0013]可选地，所述副星的轨道根数的计算方程如下：，其中，为所述主星的轨道根数，为所述编队模型的参数；，其中，通过公式求得，通过公式求得，且通过公式求得，其中，和都为所述编队模型的参数，、和都为所述主星
的轨道根数；，其中，和都为所述主星的轨道根数；，其中，为所述主星的轨道根数；，其中，为所述主星的轨道根数；，其中，通过公式求得，其中，为所述编队模型的参数，、和都为所述主星的轨道根数；其中，共同为所述编队模型的参数；共同为所述主星的轨道根数。
[0014]可选地，所述控后卫星和所述潜在目标在所述第一接近时刻的碰撞参数包括：所述控后卫星和所述潜在目标之间的最近距离、交会角，以及在所述第一接近时刻所述控后卫星与所述潜在目标的位置间隔的径向距离和切向距离。
[0015]可选地，当所述潜在目标存在多个时，根据所述碰撞参数计算每个潜在目标的距离指标，并从所述多个所述潜在目标中确定出距离指标最小的潜在目标的步骤，还包括：所述距离指标的计算方程为：；其中，k为所述距离指标；为所述最近距离；为所述径向距离。
[0016]可选地，还包括：根据不同的所述控制时间和控制量循环计算所述控后卫星和所述潜在目标之间的第一接近时刻及所述第一接近时刻所对应的碰撞参数。
[0017]本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：本公开的实施例中，通过上述方法，通过编队构造简化模型实现对不同控制量的弹道预警，从而在所需计算的弹道组数增加时，也仅需要完成一次弹道预报就可实现，进而提高了计算效率。
[0018]应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。
附图说明
[0019]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开
的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0020]图1示出本公开示例性实施例中一种安全性分析方法的流程示意图；图2示出本公开示例性实施例中另一种安全性分析方法的流程示意图；图3示出本公开示例性实施例中另一种安全性分析方法的流程示意图；图4示出本公开示例性实施例中另一种安全性分析方法的流程示意图；图5示出本公开示例性实施例中另一种安全性分析方法的流程示意图。
具体实施方式
[0021]现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本公开将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。
[0022]此外，附图仅为本公开的示意性图解，并非一定是按比例绘制。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。附图中所示的一些方框图是功能实体，不一定必须与物理或逻辑上独立的实体相对应。可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于编队绕飞模型的轨控碰撞安全性分析方法，其特征在于，包括：获取控前卫星和潜在目标的空间矢量或轨道根数；获取将被输入到所述控前卫星的控制时间和控制量；通过将所述控前卫星作为主星并且将控后卫星作为副星构成编队模型，并计算所述编队模型的参数；根据作为所述主星的所述控前卫星的轨道根数以及所述编队模型的参数，计算出所述副星的轨道根数并且将所述副星的轨道根数作为所述控后卫星的轨道根数；根据所述控后卫星的轨道根数和所述潜在目标的空间矢量，确定所述控后卫星和所述潜在目标之间的第一接近时刻及所述第一接近时刻所对应的碰撞参数；其中，所述控后卫星是通过以所述控制量对所述控前卫星进行控制而获得的；所述控前卫星、潜在目标及控后卫星中的任一者的空间矢量和轨道根数中的一项能够通过另一项来计算获得。2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，还包括：当所述潜在目标存在多个时，根据所述碰撞参数计算每个潜在目标的距离指标，并从所述多个所述潜在目标中确定出距离指标最小的潜在目标。3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，在通过将所述控前卫星作为主星并且将控后卫星作为副星构成编队模型，并计算所述编队模型的参数的步骤中，还包括：根据所述控制时间确定控制时刻的所述控前卫星的空间矢量，并根据所述控制时刻的所述控前卫星的空间矢量计算出所述控制时刻的所述控前卫星的轨道根数；根据所述控制量计算所述控后卫星的速度增量；根据所述控制时刻的所述控前卫星的轨道根数和所述控后卫星的速度增量计算出所述编队模型的参数。4.根据权利要求3所述方法，其特征在于，还包括：所述控后卫星的速度增量的计算方程：，其中，n通过公式求得，其中，μ为地球引力常数，为所述主星的轨道根数，为速度增量，为所述控制量；所述编队模型的参数的计算方程：，或者，；其中，通过公式求得，和为所述主星的轨道根数，为所述编队模型的参数。5.根据权利要求1所述方法，其特征在于，在通过将所述控前卫星作为主星并且将控后<...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾光，熊菁，孙振江，王露莎，张宝辉，王超，李栋林，崔鹏，胡亚军，苏淼，文正航，郝娜，薛嘉，
申请(专利权)人：中国西安卫星测控中心，
类型：发明
国别省市：