[发明专利]一种数传天线指向角度的仿真分析方法

权利要求书

1.一种数传天线指向角度的仿真分析方法，其特征在于步骤如下：

(1)使用仿真工具建立卫星，设置卫星的初始轨道根数；

(2)根据步骤(1)所建立的卫星及设置的初始轨道根数，获取限定时间周期内卫星的轨道根数和卫星在J2000惯性坐标系下的轨道位置R_sat(t)；所述的限定时间周期指数传天线的可跟踪弧段；

(3)根据步骤(2)所得的卫星轨道根数，计算限定时间周期内卫星的偏流角；

(4)根据步骤(3)计算的限定时间周期内卫星的偏流角、步骤(2)所得的限定时间周期内卫星在J2000惯性坐标系下的轨道位置、需指向的地面站位置信息，计算限定时间周期内数传天线的指向角度；

限定时间周期内，数传天线的方位角α_an(t)和仰角β_an(t)分别为：

其中，

数传天线坐标系下的矢量R_an(t)：

2.根据权利要求1所述的一种数传天线指向角度的仿真分析方法，其特征在于：所述步骤(4)具体实现步骤如下：

(4.1)根据地面站的大地经纬度、高度，计算限定时间周期内地面站在J2000惯性坐标系下的位置R_if(t)；

(4.2)根据R_if(t)与卫星在J2000惯性坐标系下的轨道位置R_sat(t)，得到卫星在J2000惯性坐标系下指向地面站的矢量R_f(t)；

(4.3)将矢量R_f(t)由J2000惯性坐标系转换到卫星轨道坐标系，再由卫星轨道坐标系转换到卫星本体坐标系，最后由卫星本体坐标系转换到数传天线坐标系，得到数传天线坐标系下的矢量R_an(t)；

(4.4)根据矢量R_an(t)得到数传天线的指向角度。

3.根据权利要求2所述的一种数传天线指向角度的仿真分析方法，其特征在于：所述步骤(4.3)中用到的由卫星轨道坐标系转换到卫星本体坐标系的姿态矩阵，根据绕卫星本体坐标轴的欧拉转动确定，姿态矩阵对应的欧拉角与转动次序有关，转动次序与卫星控制系统所用转序相同。

4.根据权利要求3所述的一种数传天线指向角度的仿真分析方法，其特征在于：当欧拉角按ZXY轴转动次序得出，则由卫星轨道坐标系转换到卫星本体坐标系的姿态矩阵A_bo,(Z-X-Y)如下：

其中，θ为卫星滚动角、俯仰角；Ψ为步骤(3)计算的卫星偏流角。

5.根据权利要求3所述的一种数传天线指向角度的仿真分析方法，其特征在于：当欧拉角按XZY轴转动次序得出，则由卫星轨道坐标系转换到卫星本体坐标系的姿态矩阵A_bo,(X-Z-Y)如下：

其中，θ为卫星滚动角、俯仰角；Ψ为步骤(3)计算的卫星偏流角。

6.根据权利要求3所述的一种数传天线指向角度的仿真分析方法，其特征在于：当欧拉角按YZX轴转动次序得出，则由卫星轨道坐标系转换到卫星本体坐标系的姿态矩阵A_bo,(Y-Z-X)如下：

其中，θ为卫星滚动角、俯仰角；Ψ为步骤(3)计算的卫星偏流角。