[发明专利]一种用于设计航天器区域重访轨道的方法

说明书

本发明涉及一种用于设计航天器区域重访轨道的方法，包括：S1.定义航天器星下点轨迹在行星表面的重访区域和重访时间间隔；S2.根据航天器的任务需求获取所述航天器飞行轨道的轨道参数；S3.根据所述轨道参数、所述重访区域和所述重访时间间隔获取所述航天器的星下点轨迹在重访区域的升交点经度范围和升交点经度间隔；S4.将所述升交点经度范围和所述升交点经度间隔进行对比，获取所述升交点经度范围大于所述升交点经度间隔时的所述轨道参数，根据所述轨道参数生成航天器区域重访轨道。通过采用升交点经度范围与升交点经度间隔相匹配的方法确定区域重访轨道的轨道要素，降低了轨道要素之间的约束，能够快速确定满足区域重访要求的轨道根数范围。

技术领域

本发明涉及一种设计轨道的方法，尤其涉及一种用于设计航天器区域重访轨道的方法。

背景技术

区域重访是指航天器的星下点轨迹周期性的经过行星表面(例如地球表面)的某一区域，具有此特性的轨道称为区域重访轨道。周期重访轨道与回归轨道是有区别的。回归轨道是指航天器的星下点轨迹周期性重叠，即经过一定时间后，星下点轨迹又重新回到原先通过的路线，此类轨道称为回归轨道。区域重访轨道的星下点轨迹周期性的经过地球表面某一区域，但星下点轨迹不一定重叠，此特性降低了回归轨道对星下点轨迹重叠的设计约束，增大了可行轨道的范围，周期重访轨道的应用领域包括航天器与返回式卫星的返回与回收、资源卫星的区域观测以及其他航天器的周期性测控等。现有的技术中仅有关于回归轨道设计的方法，其并不适用于航天器的区域重访轨道的设计，因此针对区域重访轨道的设计问题亟待解决。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于设计航天器区域重访轨道的方法，用于航天器区域重访轨道的设计。

为实现上述发明目的，本发明提供一种用于设计航天器区域重访轨道的方法，包括：

S1.定义航天器星下点轨迹在行星表面的重访区域和重访时间间隔；

S2.根据航天器的任务需求获取所述航天器飞行轨道的轨道参数；

S3.根据所述轨道参数、所述重访区域和所述重访时间间隔获取所述航天器的星下点轨迹在重访区域的升交点经度范围和升交点经度间隔；

S4.将所述升交点经度范围和所述升交点经度间隔进行对比，获取所述升交点经度范围大于所述升交点经度间隔时的所述轨道参数，根据所述轨道参数生成航天器区域重访轨道。

根据本发明的一个方面，步骤S2中，所述轨道参数包括所述航天器飞行轨道的轨道偏心率，以及所述航天器飞行轨道的轨道半长轴和轨道倾角的取值范围。

根据本发明的一个方面，步骤S2中，包括：

S21.根据设定的步长分别对所述轨道半长轴和所述轨道倾角的取值范围进行离散，并分别生成一系列所述轨道半长轴和所述轨道倾角的数值点；

S22.将一系列所述轨道半长轴和所述轨道倾角的数值点分别进行组合生成一系列包含所述轨道半长轴和所述轨道倾角的数值点的数值组。

根据本发明的一个方面，步骤S3中包括：

S31.根据所述数值组，以及所述重访区域的形状，获取所述升交点经度范围；

S32.根据所述数值组，以及所述轨道偏心率获取所述升交点经度间隔；

S33.根据所述重访时间间隔，筛选出处于所述重访时间间隔内的所述升交点经度间隔。

根据本发明的一个方面，步骤S1中，所述重访区域为多边形或封闭曲线。

根据本发明的一个方面，若所述重访区域为多边形，则根据所述重访区域的多边形顶点的经度和纬度对所述重访区域进行定义；

若所述重访区域为封闭曲线，则通过平面曲线极坐标参数方程对所述重访区域进行定义。