一种卫星侧摆角的计算方法及在轨任务规划方法

    技术2026-09-12  3


    本发明涉及航空航天,特别涉及一种卫星侧摆角的计算方法及在轨任务规划方法。


    背景技术:

    1、传统遥感卫星只能以一定侧摆角沿着运动方向推扫,其不会主动调整对地观测相机的主光轴指向,因此缺少灵活性。为了增强卫星灵活性,敏捷卫星应运而生,敏捷卫星的转台机动能力强,其可同时控制卫星姿态的俯仰轴和翻滚轴,进而调整对地观测相机主光轴指向,持续观测目标区域。但是敏捷卫星对于任务的响应需要具备实时的在轨规划能力,因此需要频繁控制卫星姿态,对卫星姿轨控要求较高,进而增加卫星的运行成本及控制难度。


    技术实现思路

    1、针对现有技术中的部分或全部问题,本发明第一方面提供一种卫星侧摆角的计算方法,包括:

    2、计算卫星高度角的最大值所对应的时刻te;

    3、计算地面目标点至所述卫星的距离的最小值对应的时刻ts;以及

    4、判断所述te与ts的数值是否相等:

    5、若相等,则计算侧摆角,其中所述侧摆角等于te时刻卫星的位置向量与所述地面目标点的位置向量之间的夹角;以及

    6、若不相等,则重新计算te与ts的数值。

    7、进一步地,所述计算方法还包括:

    8、在所述地面目标点的可视弧段内计算所述te与ts的数值。

    9、进一步地,所述计算方法还包括:

    10、根据卫星高度角判断所述地面目标点的可视弧段。

    11、进一步地,所述卫星的高度角的计算包括:

    12、根据卫星的遥测数据中的gnss观测数据,对卫星进行精密定轨;根据定轨的结果,进行轨道预报;以及

    13、基于所述地面目标点坐标及所述轨道预报的信息,计算卫星高度角。

    14、基于如前所述的侧摆角的计算方法,本发明第二方面提供一种在轨任务规划方法,包括:

    15、基于如前所述的侧摆角的计算方法计算所述卫星侧摆角;

    16、判断所述卫星侧摆角是否超限:

    17、若不超限,则将所述地面目标点记录到在轨任务规划列表中;以及

    18、若超限,则替换至下一个地面目标点,计算卫星的侧摆角;以及

    19、根据所述在轨任务规划列表,确定观测计划。

    20、本发明提供的一种卫星侧摆角的计算方法及在轨任务规划方法,根据星载gnss接收机观测数据,结合卫星轨道动力学模型,进行遥感卫星精密定轨,可确定高精度的轨道根数和动力学参数,进而提升预报轨道的精度。此外,所述方法根据轨道运动特点,通过求最值的方式,从两种途径精确计算出卫星相对于地面目标点的过顶时刻,提升计算的可靠性。在数学表达上更直观,易于计算机实现。同时,所述方法无需获取实时的卫星姿态信息,仅根据卫星的初始姿态信息,即可在地面实施遥感卫星观测任务规划,减少星上任务难度。所述方法原理简单、易实现,系统运行成本低。



    技术特征:

    1.一种卫星侧摆角的计算方法,其特征在于,包括步骤:

    2.如权利要求1所述的计算方法,其特征在于,还包括步骤:

    3.如权利要求1所述的计算方法,其特征在于,还包括步骤:

    4.如权利要求3所述的计算方法,其特征在于,所述卫星的高度角的计算包括步骤:

    5.如权利要求4所述的计算方法,其特征在于,所述卫星高度角el根据如下公式计算得到:

    6.如权利要求1所述的计算方法,其特征在于,所述卫星的侧摆角根据如下公式计算得到:

    7.一种在轨任务规划方法,其特征在于,包括:

    8.如权利要求7所述的在轨任务规划方法,其特征在于,观测计划的确定包括步骤:


    技术总结
    本发明提供一种卫星侧摆角的计算方法,其首先计算卫星高度角的最大值所对应的时刻t<subgt;e</subgt;,并计算地面目标点至卫星的距离的最小值对应的时刻t<subgt;s</subgt;,然后判断t<subgt;e</subgt;与t<subgt;s</subgt;的数值是否相等,若相等,则计算侧摆角,其中侧摆角等于t<subgt;e</subgt;时刻卫星的位置向量与地面目标点的位置向量之间的夹角,以及若不相等,则重新计算t<subgt;e</subgt;与t<subgt;s</subgt;的数值。计算出地面目标点的卫星过顶时刻,并求出此刻的卫星偏转角,以实现遥感卫星对地观测任务规划,可通过调整侧摆角,提升观测目标点的灵活性。

    技术研发人员:宋世泽,虞业泺,蔡济济,郑倩云,姜烨,武子连,周达,陈玉君
    受保护的技术使用者:中国科学院微小卫星创新研究院
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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