本申請(qǐng)涉及空間環(huán)境探測(cè)，尤其涉及衛(wèi)星探測(cè)，特別地涉及一種近地衛(wèi)星的超低軌道確定方法、設(shè)備、介質(zhì)及產(chǎn)品。

背景技術(shù)：

1、超低軌衛(wèi)星運(yùn)行在距離地球表面150km至300km之間的軌道上，由于衛(wèi)星數(shù)量龐大、大氣環(huán)境的影響增大等因素，超低軌衛(wèi)星如今面臨軌道衰減迅速、碰撞風(fēng)險(xiǎn)增加、姿態(tài)控制難度增大等挑戰(zhàn)。因此，建設(shè)完善的超低軌道保障系統(tǒng)至關(guān)重要，以確保衛(wèi)星的穩(wěn)定運(yùn)行和高效任務(wù)執(zhí)行。

2、目前，在預(yù)報(bào)衛(wèi)星未來的軌道狀態(tài)時(shí)，現(xiàn)有的軌道計(jì)算方法主要依賴于大氣阻力攝動(dòng)項(xiàng)和常規(guī)攝動(dòng)項(xiàng)，這種計(jì)算方式在面對(duì)高精度需求時(shí)存在明顯的局限性，導(dǎo)致計(jì)算出的衛(wèi)星軌道根數(shù)與實(shí)際軌道狀態(tài)存在一定偏差，尤其是在低軌道和高精度任務(wù)中，無法滿足衛(wèi)星軌道位置的高精度需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本申請(qǐng)實(shí)施例提供一種近地衛(wèi)星的超低軌道確定方法、裝置、設(shè)備、介質(zhì)及產(chǎn)品，能夠提升衛(wèi)星軌道位置的預(yù)測(cè)準(zhǔn)確度。

2、第一方面，本申請(qǐng)實(shí)施例提供一種近地衛(wèi)星的超低軌道確定方法，該方法包括：在衛(wèi)星的離子推進(jìn)器的推力大小恒定的情況下，獲取衛(wèi)星本體坐標(biāo)系下衛(wèi)星發(fā)動(dòng)機(jī)的推力矢量；獲取衛(wèi)星姿態(tài)角相對(duì)于地心慣性坐標(biāo)系的第一旋轉(zhuǎn)矩陣，并基于第一旋轉(zhuǎn)矩陣將推力矢量轉(zhuǎn)換至地心慣性坐標(biāo)系，得到推力矢量在地心慣性坐標(biāo)系的三個(gè)坐標(biāo)軸上的推力分量；將衛(wèi)星質(zhì)量、發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)時(shí)開關(guān)機(jī)狀態(tài)，以及三個(gè)坐標(biāo)軸上的推力分量進(jìn)行組合，得到小推力攝動(dòng)項(xiàng)；在大氣阻力攝動(dòng)項(xiàng)和常規(guī)阻力攝動(dòng)項(xiàng)的基礎(chǔ)上新增小推力攝動(dòng)項(xiàng)，得到輸入?yún)?shù)，并向軌道力學(xué)模型輸入輸入?yún)?shù)，以使軌道力學(xué)模型基于大氣阻力攝動(dòng)項(xiàng)、常規(guī)攝動(dòng)項(xiàng)和小推力攝動(dòng)項(xiàng)，確定衛(wèi)星軌道根數(shù)。

3、第二方面，本申請(qǐng)實(shí)施例提供一種近地衛(wèi)星的超低軌道確定裝置，該裝置包括：獲取模塊，用于在衛(wèi)星的離子推進(jìn)器的推力大小恒定的情況下，獲取衛(wèi)星本體坐標(biāo)系下衛(wèi)星發(fā)動(dòng)機(jī)的推力矢量；坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換模塊，用于獲取衛(wèi)星姿態(tài)角相對(duì)于地心慣性坐標(biāo)系的第一旋轉(zhuǎn)矩陣，并基于第一旋轉(zhuǎn)矩陣將推力矢量轉(zhuǎn)換至地心慣性坐標(biāo)系，得到推力矢量在地心慣性坐標(biāo)系的三個(gè)坐標(biāo)軸上的推力分量；組合模塊，用于將衛(wèi)星質(zhì)量、發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)時(shí)開關(guān)機(jī)狀態(tài)，以及三個(gè)坐標(biāo)軸上的推力分量進(jìn)行組合，得到小推力攝動(dòng)項(xiàng)；確定模塊，用于在大氣阻力攝動(dòng)項(xiàng)和常規(guī)阻力攝動(dòng)項(xiàng)的基礎(chǔ)上新增小推力攝動(dòng)項(xiàng)，得到輸入?yún)?shù)，并向軌道力學(xué)模型輸入輸入?yún)?shù)，以使軌道力學(xué)模型基于大氣阻力攝動(dòng)項(xiàng)、常規(guī)攝動(dòng)項(xiàng)和小推力攝動(dòng)項(xiàng)，確定衛(wèi)星軌道根數(shù)。

4、第三方面，本申請(qǐng)實(shí)施例提供一種電子設(shè)備，包括：處理器以及存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序指令的存儲(chǔ)器；處理器執(zhí)行計(jì)算機(jī)程序指令時(shí)實(shí)現(xiàn)如第一方面的近地衛(wèi)星的超低軌道確定方法的步驟。

5、第四方面，本申請(qǐng)實(shí)施例提供一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序指令，計(jì)算機(jī)程序指令被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如第一方面的近地衛(wèi)星的超低軌道確定方法的步驟。

6、第五方面，本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，所述計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品被存儲(chǔ)在非易失的存儲(chǔ)介質(zhì)中，所述計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如第一方面的近地衛(wèi)星的超低軌道確定方法的步驟。

7、第六方面，本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種芯片，該芯片包括處理器和通信接口，通信接口和處理器耦合，處理器用于運(yùn)行程序或指令，實(shí)現(xiàn)如第一方面的近地衛(wèi)星的超低軌道確定方法的步驟。

8、本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N近地衛(wèi)星的超低軌道確定方法、裝置、設(shè)備、介質(zhì)及產(chǎn)品，考慮到以往衛(wèi)星軌道位置計(jì)算方案中僅考慮了大氣阻力攝動(dòng)項(xiàng)和常規(guī)攝動(dòng)項(xiàng)，未考慮到小推力攝動(dòng)項(xiàng)對(duì)衛(wèi)星軌道位置變化的影響?；诖耍旧暾?qǐng)?jiān)谲壍懒W(xué)模型的輸入?yún)?shù)中新增小推力攝動(dòng)項(xiàng)，結(jié)合小推力攝動(dòng)項(xiàng)、大氣阻力攝動(dòng)項(xiàng)和常規(guī)攝動(dòng)項(xiàng)更全面地反映衛(wèi)星軌道的實(shí)際受力情況，使得軌道力學(xué)模型可以依據(jù)實(shí)際受力情況分析衛(wèi)星在多種力作用下的軌道變化，更準(zhǔn)確地確定衛(wèi)星軌道根數(shù)，使得計(jì)算出的軌道根數(shù)更加接近實(shí)際軌道狀態(tài)。由于考慮了小推力攝動(dòng)項(xiàng)，積分過程中對(duì)衛(wèi)星位置和速度的計(jì)算更加精確，更好地滿足現(xiàn)代航天任務(wù)對(duì)軌道位置計(jì)算的高精度需求。

技術(shù)特征：

1.一種近地衛(wèi)星的超低軌道確定方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，基于大氣阻力攝動(dòng)項(xiàng)、常規(guī)攝動(dòng)項(xiàng)和小推力攝動(dòng)項(xiàng)，確定衛(wèi)星軌道根數(shù)，包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，基于衛(wèi)星質(zhì)量、發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)時(shí)開關(guān)機(jī)狀態(tài)和所述三個(gè)坐標(biāo)軸上的推力分量，確定小推力攝動(dòng)項(xiàng)對(duì)應(yīng)的第一加速度，包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在得到輸入?yún)?shù)之前，還包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，將所述星上坐標(biāo)系的風(fēng)向單位矢量轉(zhuǎn)換至衛(wèi)星本體坐標(biāo)系，包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，基于所述衛(wèi)星太陽能板面積，以及衛(wèi)星本體坐標(biāo)系上的風(fēng)向單位矢量和單位法向量，確定衛(wèi)星的實(shí)時(shí)迎風(fēng)面積，包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，基于大氣阻力攝動(dòng)項(xiàng)、常規(guī)攝動(dòng)項(xiàng)和小推力攝動(dòng)項(xiàng)，確定衛(wèi)星軌道根數(shù)，包括：

8.一種電子設(shè)備，其特征在于，所述電子設(shè)備包括：處理器以及存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序指令的存儲(chǔ)器；所述電子設(shè)備執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序指令時(shí)實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的方法。

9.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序指令，所述計(jì)算機(jī)程序指令被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的方法。

10.一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品?，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品包括計(jì)算機(jī)程序指令，所述計(jì)算機(jī)程序指令被執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的方法。

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)公開一種近地衛(wèi)星的超低軌道確定方法、設(shè)備、介質(zhì)及產(chǎn)品。包括：在衛(wèi)星的離子推進(jìn)器的推力大小恒定的情況下，獲取衛(wèi)星本體坐標(biāo)系下衛(wèi)星發(fā)動(dòng)機(jī)的推力矢量；獲取衛(wèi)星姿態(tài)角相對(duì)于地心慣性坐標(biāo)系的第一旋轉(zhuǎn)矩陣，并基于第一旋轉(zhuǎn)矩陣將推力矢量轉(zhuǎn)換至地心慣性坐標(biāo)系，得到推力矢量在地心慣性坐標(biāo)系的三個(gè)坐標(biāo)軸上的推力分量；將衛(wèi)星質(zhì)量、發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)時(shí)開關(guān)機(jī)狀態(tài)，以及三個(gè)坐標(biāo)軸上的推力分量進(jìn)行組合，得到小推力攝動(dòng)項(xiàng)；在大氣阻力攝動(dòng)項(xiàng)和常規(guī)阻力攝動(dòng)項(xiàng)的基礎(chǔ)上新增小推力攝動(dòng)項(xiàng)，得到輸入?yún)?shù)，并向軌道力學(xué)模型輸入所述輸入?yún)?shù)，以使軌道力學(xué)模型基于大氣阻力攝動(dòng)項(xiàng)、常規(guī)攝動(dòng)項(xiàng)和小推力攝動(dòng)項(xiàng)，確定衛(wèi)星軌道根數(shù)。

技術(shù)研發(fā)人員：于嘉寧,王世金,王月,郭豪男,吳虎,武軍
受保護(hù)的技術(shù)使用者：數(shù)字太空（北京）科技股份公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/4/10