一种考虑约束的观测星轨道机动进入点选择方法技术

本发明专利技术公开了一种考虑约束的观测星轨道机动进入点选择方法，包括对目标星信息TInfo、观测星信息CInfo和观测约束参数ObsCons进行解析，验证观测合理性；筛选获取观测点集合IP(t，p，v)；获取惯性坐标观测点集合TP(t，p，v)；本发明专利技术通过光照约束、观测距离约束筛选出符合基本约束的进入点集合，再通过观测星机动能力，对待选点进行优化机动方案筛选，最终给出最优进入点选择结果。通过本发明专利技术方法，能够给出满足约束条件的轨道机动进入点，具有一定的通用性，可应用与不同轨道高度的观测进入点选择；同时本方法可方便迁移到电子侦收载荷、雷达成像载荷，仅需将约束条件进行扩展，增加计算量即可完成。算量即可完成。算量即可完成。

【技术实现步骤摘要】
一种考虑约束的观测星轨道机动进入点选择方法


[0001]本专利技术涉及卫星抵近观测
，尤其涉及一种考虑约束的观测星轨道机动进入点选择方法。

技术介绍

[0002]随着航天技术的高速发展，太空已经成为各国战略竞争与博弈对抗的关键领域。其中，地球同步轨道（GEO）更是关注的重点，地球同步轨道（GEO）附近部署了大量高价值空间飞行器，包括通信、导航、预警、电子侦察、数据中继、新技术实验等战略卫星；空间态势感知作为保障太空安全的重要能力，是当前需要提升与发展的热点；态势感知计划卫星（GSSAP）能够对高轨目标进行长期、精细、实时的观测，及时获取高价值目标的轨道、载荷、平台等重要信息，为掌握空间技术发展能力提供支持。
[0003]因此，发展轨道控制领域的新技术、新方法，有利于提高高轨卫星对抗的反应能力；对目标进行某种方式的抵近观测，选择合适的时间范围，进入合适的位置，形成有利的观测态势是关键。
[0004]文献《航天器多约束空间抵近掠飞轨迹优化方法》，来源自《空间控制技术与应用》2022年6月第48卷第3期，提到多种基本约束条件，但其重点在方案优化，并没有对进入点优选做进一步深入研究。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种考虑约束的观测星轨道机动进入点选择方法，实现对观测机动方案的优化选择，获取最佳的观测进入点。
[0006]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：一种考虑约束的观测星轨道机动进入点选择方法，包括以下步骤：S1、获取目标星信息TInfo、观测星信息CInfo和观测约束参数ObsCons，对目标星信息TInfo、观测星信息CInfo和观测约束参数ObsCons进行解析，验证观测合理性；S2、根据目标星信息TInfo和观测星信息CInfo和观测约束参数ObsCons，筛选获取观测点集合IP(t，p，v)；S3、对筛选获取的观测点集合IP(t，p，v)，进行距离约束条件DisCons筛选，获得距离观测点集合OP(t，p，v)；S4、将获取的观测点集合IP(t，p，v)，转换到地球惯性坐标系，获取惯性坐标观测点集合TP(t，p，v)；进一步地：所述S1中，所述目标星信息TInfo包括：目标星轨道信息T(t,p,v)、目标星平台机动信息TOMInfo；和目标星载荷信息TplayLoad；所述观测星信息CInfo包括：观测星轨道信息C(t,p,v)、观测星平台机动信息COMInfo、观测星载荷信息CplayLoad。
[0007]进一步地：所述S2中筛选获取观测点集合IP(t，p，v)的步骤为：S21、根据目标星轨道信息T(t，p，v)计算相同时刻的太阳位置信息S(t，p，v)和月亮位置信息M(t，p，v)，并获取光照约束条件IllCons；S22、根据观测星轨道信息C(t，p，v)构建虚拟观测星轨道信息OtmpC(ti，p，v)；S23、根据目标星轨道信息T(t，p，v)、太阳位置信息S(t，p，v)、月亮位置信息M(t，p，v)和光照约束条件IllCons对虚拟观测星轨道信息OtmpC(ti，p，v)进行筛选，获取观测点集合IP(t，p，v)。
[0008]进一步地：所述S3中的距离约束条件DisCons筛选包括观测距离筛选和安全距离筛选。
[0009]进一步地：所述S3中距离观测点集合OP(t，p，v)包括同面观测点集合XOP(t，p，v)和异面观测点集合YOP(t，p，v)。
[0010]进一步地：所述S4中获取惯性坐标观测点集合TP(t，p，v)的步骤为：S41、建立目标星轨道信息坐标系到地球惯性坐标系的转换矩阵Q；S42、通过转换矩阵Q将距离观测点集合OP(t，p，v)转换为地球惯性坐标系下的惯性坐标观测点集合TP(t，p，v)点。
[0011]进一步地：还包括步骤S5、通过观测星观测机动约束对惯性坐标观测点集合TP(t，p，v)，进行筛选，获取最优机动进入点OB(t，p，v)。
[0012]本专利技术的有益效果：1、本专利技术提供一种考虑多种约束的轨道机动进入点选择方法，通过光照约束、观测距离约束筛选出符合基本约束的进入点集合，再通过观测性机动能力，对待选点进行优化机动方案筛选，最终给出最优进入点选项，通过本方法，能够给出满足约束条件的轨道机动进入点，且具有一定的通用性，可应用与不同轨道高度的观测进入点选择；同时本方法可方便迁移到电子侦收载荷、雷达成像载荷，仅需将约束条件进行扩展，增加计算量即可完成。
[0013]2、本专利技术提供一种考虑约束的观测星轨道机动进入点选择方法，对机动进入点选择综合考虑光照条件约束和距离约束和观测星的机动能力，能够为观测星获取较为理想的抵近观测机动方案，选定最优机动进入点OB(t，p，v)，提高了观测星抵近观测的质量，可以获取更为理想的观测效果。
[0014]3、本专利技术可以针对观测星绕飞和掠飞观测任务的需要，形成不同的观测点集，可以满足观测星观测任务的多样需求，适用范围广。
[0015]4、本专利技术采用多步筛选优化与观测星机动能力相结合的方法，将所要执行的任务方案进行约束优化，选出的最优方案具有较高的精确度，实现较好的观测效果，具有较强稳定性，可以满足在规定时间内使用较低的燃料消耗，实现对目标星的观测，具有较好的使用价值。
附图说明
[0016]图1为本专利技术一种考虑约束的观测星轨道机动进入点选择方法的流程示意图。
具体实施方式
[0017]下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中表示，其中自始至终相同或类似的符号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解对本专利技术的限制。
[0018]如图1所示，本专利技术公开一种考虑约束的观测星轨道机动进入点选择方法，包括以下步骤：S1、获取目标星信息（TInfo）、观测星信息（CInfo）和观测约束参数（ObsCons），对目标星信息（TInfo）、观测星信息（CInfo）和观测约束参数（ObsCons）进行解析，验证观测合理性；S2、根据目标星信息（TInfo）和观测星信息（CInfo）和观测约束参数（ObsCons），筛选获取观测点集合IP(t，p，v)；S3、对筛选获取的观测点集合IP(t，p，v)，进行距离约束条件DisCons筛选，获得距离观测点集合OP(t，p，v)；S4、将获取的观测点集合IP(t，p，v)，转换到地球惯性坐标系，获取惯性坐标观测点集合TP(t，p，v)。
[0019]目标星可以是地球同步轨道（GEO），地球同步轨道（GEO）在太空中处于重要的战略位置，其上多运行着高价值核心太空卫星系统，因此对地球同步轨道（GEO）目标的观测尤为重要。
[0020]观测星可以为态势感知卫星（GSSAP），态势感知卫星（GSSAP）通过近距离掠飞或绕飞，能够以较小的燃料消耗实现对地球同步轨道（GEO）的抵近观测，是目前空间开展卫星态势感知的重要手段，态势感知卫星（GSSAP）抵近地球同步轨道（GEO）实施观测观测，需满本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种考虑约束的观测星轨道机动进入点选择方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、获取目标星信息TInfo、观测星信息CInfo和观测约束参数ObsCons，对目标星信息TInfo、观测星信息CInfo和观测约束参数ObsCons进行解析，验证观测合理性；S2、根据目标星信息TInfo和观测星信息CInfo和观测约束参数ObsCons，筛选获取观测点集合IP(t，p，v)；S3、对筛选获取的观测点集合IP(t，p，v)，进行距离约束条件DisCons筛选，获得距离观测点集合OP(t，p，v)；S4、将获取的观测点集合OP(t，p，v)，转换到地球惯性坐标系，获取惯性坐标观测点集合TP(t，p，v)。2.根据权利要求1所述的一种考虑约束的观测星轨道机动进入点选择方法，其特征在于：所述S1中，所述目标星信息TInfo包括：目标星轨道信息T(t,p,v)、目标星平台机动信息TOMInfo；和目标星载荷信息TplayLoad；所述观测星信息CInfo包括：观测星轨道信息C(t,p,v)、观测星平台机动信息COMInfo、观测星载荷信息CplayLoad。3.根据权利要求1所述的一种考虑约束的观测星轨道机动进入点选择方法，其特征在于：所述S2中筛选获取观测点集合IP(t，p，v)的步骤为：S21、根据目标星轨道信息T(t，p，v)计算相同时刻的太阳位置信息S(t，p，v)和月亮位置信息M(t，p，v)，并获取光照约束条件Il...

【专利技术属性】
技术研发人员：牛东，李宁，潘有育，李晨光，徐凯凯，王腾威，李亚杰，
申请(专利权)人：中科星图测控技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：