【技术实现步骤摘要】
本申请涉及卫星轨道预测，特别是涉及一种卫星轨道预测方法。
技术介绍
1、近年来，随着航空航天事业的进步，越来越多的卫星被发射到太空中按照预定轨道运行以实现执行各类任务。在卫星运行的过程中，会受到各种各样的因素影响，使得卫星轨道极难准确预测。同时用于对卫星运动状态进行控制的发动机工作时，也不可能做到极度精准。因此，如何实现对运行轨道进行预测成为了一个亟待解决的问题。
技术实现思路
1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够实现卫星轨道预测的卫星轨道预测方法。
2、一种卫星轨道预测方法，所述方法包括：
3、获取卫星的质量和发射角；根据卫星的质量和卫星与地球的距离构建卫星受到的重力表达式；根据牛顿第二定律和卫星受到的重力表达式构建卫星的加速度的微分方程；
4、根据力学的保守力场特性对微分方程进行求解，计算重力势能函数和重力势能函数相对于时间的导数表达式，基于动能和重力势能相对于时间的导数的和为零的机械守恒定律对导数表达式进行转换，得到加速度的导数表达式；
5、根据角动量守恒原理将加速度的导数表达式中的时间关系转换为径向位置关系，对径向位置关系进行积分，得到卫星的轨道方程。
6、在其中一个实施例中，根据卫星的质量和卫星与地球之间的距离计算卫星受到的重力表达式，包括：
7、根据卫星的质量和卫星与地球之间的距离计算卫星受到的重力表达式为：
8、
9、其中，g表示引力常量，m表示地球质量，m表示
10、在其中一个实施例中，根据牛顿第二定律和卫星受到的重力表达式构建卫星的加速度的微分方程，包括：
11、根据牛顿第二定律和卫星受到的重力表达式构建卫星的加速度的微分方程为:
12、
13、其中，f表示卫星受到的重力表达式，g表示引力常量，m表示地球质量，m表示卫星质量，r表示地球与卫星的距离。
14、在其中一个实施例中，计算重力势能函数和重力势能函数相对于时间的导数，包括：
15、计算重力势能函数和重力势能函数相对于时间的导数分别为
16、
17、其中，f表示卫星受到的重力表达式，g表示引力常量，m表示地球质量，m表示卫星质量，r表示地球与卫星的距离，t表示发射时间。
18、在其中一个实施例中，基于动能和重力势能相对于时间的导数的和为零的过程表达式为其中，f表示卫星受到的重力表达式，m表示卫星质量，a表示卫星的加速度，r表示地球与卫星的距离，t表示发射时间。
19、在其中一个实施例中，基于动能和重力势能相对于时间的导数的和为零的机械守恒定律对导数表达式进行转换，得到加速度的导数表达式，包括：
20、由于其中f＝ma，即则加速度的导数表达式为：
21、
22、其中，c表示积分常数，g表示引力常量。
23、在其中一个实施例中，根据角动量守恒原理将加速度的导数表达式中的时间关系转换为径向位置关系，包括：
24、将加速度的导数表达式表示为其中是径向速度，是角速度；根据角动量守恒定律，是一个常数，其中l为角动量，因此故即径向位置关系为：c表示积分常数，m表示卫星质量，g表示引力常量，r表示地球与卫星的距离，t表示发射时间，m表示地球质量。
25、在其中一个实施例中，对径向位置关系进行积分，得到卫星的轨道方程，包括：
26、对径向位置关系进行积分，得到卫星的轨道方程为：
27、
28、或
29、其中，c表示积分常数，m表示卫星质量，g表示引力常量，r表示地球与卫星的距离，θ为发射角，m表示地球质量，l为角动量，r0表示地球半径。
30、上述一种卫星轨道预测方法，首先根据卫星的质量和卫星与地球的距离构建卫星受到的重力表达式；根据牛顿第二定律和卫星受到的重力表达式构建卫星的加速度的微分方程；根据力学的保守力场特性对微分方程进行求解，计算重力势能函数和重力势能函数相对于时间的导数表达式，基于动能和重力势能相对于时间的导数的和为零的机械守恒定律对导数表达式进行转换，得到加速度的导数表达式；根据角动量守恒原理将加速度的导数表达式中的时间关系转换为径向位置关系，对径向位置关系进行积分，得到卫星的轨道方程，本申请通过利用保守立场、牛顿第二定律和动量守恒定律，基于定律对相关方程进行转换实现了卫星轨道预测，计算过程简单，快速简捷，精度高，更适用于方案设计或工程任务的卫星轨道预测。
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1.一种卫星轨道预测方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述卫星的质量和卫星与地球之间的距离计算卫星受到的重力表达式，包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据牛顿第二定律和所述卫星受到的重力表达式构建卫星的加速度的微分方程，包括：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，计算重力势能函数和所述重力势能函数相对于时间的导数，包括：
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于动能和重力势能相对于时间的导数的和为零的过程表达式为其中，F表示卫星受到的重力表达式，m表示卫星质量，a表示卫星的加速度，r表示地球与卫星的距离，t表示发射时间。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，基于动能和重力势能相对于时间的导数的和为零的机械守恒定律对所述导数表达式进行转换，得到加速度的导数表达式，包括：
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据角动量守恒原理将加速度的导数表达式中的时间关系转换为径向位置关系，包括：
8.根据权利要求1所述的方法
...【技术特征摘要】
1.一种卫星轨道预测方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述卫星的质量和卫星与地球之间的距离计算卫星受到的重力表达式，包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据牛顿第二定律和所述卫星受到的重力表达式构建卫星的加速度的微分方程，包括：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，计算重力势能函数和所述重力势能函数相对于时间的导数，包括：
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于动能和重力势能相对于时间的导数的和为零的过...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘濮源，唐文杰，朱峰，陈凯，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：
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