[发明专利]一种用于低轨星载天线跟踪地面站的方法

权利要求书

1.一种用于低轨星载天线跟踪地面站的方法，其特征在于步骤如下：

1)根据卫星数管系统提供的航行时间，利用简约儒略日时间，计算天线下一指向时刻的世界协调时UTC；

2)获取卫星轨道初始时间UTC时、卫星初始平均轨道根数和卫星轨道半长轴衰减，计算获得天线下一指向时刻的卫星瞬时轨道根数；

3)根据步骤2)获得的天线下一指向时刻的卫星瞬时轨道根数，计算获得下一天线指向时刻卫星在J2000惯性坐标系下的位置；

4)根据地面站信息和天线指向时刻的世界协调时UTC，计算获得天线指向时刻地面站在J2000惯性坐标系下的位置；所述的地面站信息包括经度、纬度、高程；

5)根据步骤3)、步骤4)获得的天线指向时刻卫星以及地面站在J2000惯性坐标系下的位置，计算获得卫星与地面站在J2000惯性坐标系下的相对位置分量；

6)计算获得卫星与地面站相对位置分量在地心拱线系下的分量；

7)计算获得卫星与地面站相对位置分量在卫星轨道坐标系下的分量；

8)根据卫星提供的姿态角和轨道根数，计算获得卫星与地面站相对分量在卫星本体系下的分量；

9)获取卫星上天线安装偏差矩阵和天线坐标系与星体坐标系的关系矩阵，计算获得卫星与地面站相对位置分量在天线坐标系下的分量；

10)根据步骤9)获得的卫星与地面站相对位置分量在天线坐标系下的分量，计算获得天线指向角度，包括方位角和俯仰角；根据该指向角度驱动天线对地面站进行指向跟踪。

2.根据权利要求1所述的一种用于低轨星载天线跟踪地面站的方法，其特征在于：所述步骤1)的具体计算方法如下：

11)将卫星航行时间转换成简约儒略天数、简约儒略秒数、简约儒略毫秒

数；

111)将卫星航行时间的毫秒部分FlightTime_msecond与卫星基准时刻的儒略毫秒部分JD_Initial_msecond相加，得到当前时间的儒略毫秒JD_msecond；其中[int]表示取整；

JD_msecond′＝FlightTime_msecond+JD_Initial_msecond，

JD_msecond=JD_msecond′-[INT]JD_msecond′1000×1000,]]>

112)将卫星航行时间的整秒部分FlightTime_second与卫星基准时刻的儒略整秒部分JD_Initial_second相加，计算得到当前时间的儒略秒数JD_second：

JD_second′=JD_Initial_second+FlightTime_second+[INT]JD_msecond1000,]]>

JD_second=JD_second′-[INT]JD_second′86400×86400;]]>

113)计算当前时间的儒略天数JD_day：

JD_day=JD_Initial_Day+[INT]JD_second86400×86400;]]>

其中JD_Initial_Day为卫星基准时刻的简约儒略天数；

12)将步骤11)求得的卫星航行时间的简约儒略天数、简约儒略秒数、简约儒略毫秒数转换成UTC时；

令b=[INT](JD_day-1867216)-0.2536524.25,]]>

则c=JD_day+b-[INT]b4.0+1525;]]>

d=[INT]c-122.1365.25;]]>

e=365*d+[INT]d4.0;]]>

f=[INT]c-e30.6001;]]>

则天线指向时刻UTC时为：

天数Day＝[INT](c-e+0.5)-[INT](30.6001*f)；

月份Month=f-1-12*[INT]f14.0;]]>

年份Year=d-4715-[INT]7+Month10.0;]]>

小时数Hour=[INT]JD_second3600.0;]]>

秒数seconds′＝JD_second-3600*Hour；

分钟数Minute′=[INT]seconds′60.0;]]>

对上述秒数进行修正，得到修正后的秒数：修正后的秒数seconds为seconds＝seconds′-60×Minute；

对上述分钟数进行修正，得到修正后的分钟数：令seconds″＝(seconds′×10000+0.5)/10000，如果此时seconds″≥60，则再次修正后的秒数second_s＝seconds″-60，且修正后的分钟数Minute＝Minute′+1；如果seconds<60，则修正后的分钟数Minute＝Minute′。

3.根据权利要求1所述的一种用于低轨星载天线跟踪地面站的方法，其特征在于：所述步骤2)的计算算法如下：获取卫星轨道初始时间UTC时、卫星初始平均轨道根数和卫星轨道半长轴衰减，计算获得卫星瞬时轨道根数的长期摄动项、长周期摄动项、短周期摄动项和大气阻力摄动项；所述的长期摄动项包括半长轴倾角偏心率升交点赤经近地点幅角平近点角所述的长周期摄动项包括半长轴a_l、倾角e_l、偏心率i_l、升交点赤经Ω_l、近地点幅角ω_l、平近点角M_l；所述的短周期摄动项包括半长轴a_s、倾角e_s、偏心率i_s、升交点赤经Ω_s、近地点幅角ω_s、平近点角M_s；所述的大气阻力摄动项包括半长轴修正项Δa,平近点角修正ΔM；

则天线下一指向时刻的卫星瞬时轨道根数为：

a=a‾+al+as+Δae=e‾+el+esi=i‾+il+isΩ=Ω‾+Ωl+Ωsω=ω‾+ωl+ωsM=M‾+Ml+Ms+ΔM.]]>