[发明专利]一种空间目标陨落多模型跟踪引导方法

权利要求书

1.一种空间目标陨落多模型跟踪引导方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、空间目标陨落预报原理分析；

S2、综合使用多个大气模型；

S3、结合测站跟踪弧段解大气阻力系数CD；

S4、结合雷达测量数据修正大气阻力系数CD；

S5、陨落预报计算；

步骤S5中，

(1)根据卫星轨道寿命计算方法计算卫星陨落时长，以及轨道高度随时间的变化；

(2)如果轨道高度大于120公里，平均使用MSIS-90模型和DTM94模型，在定轨弧段起始位置求解两个大气阻力系数CD，同时利用雷达测量数据进行大气阻力系数CD经验修正；

(3)如果轨道高度大于90公里小于120公里，平均使用Jacchia-77模型和改进的Harris-Priester模型，在定轨弧段起始位置求解两个大气阻力系数CD，同时利用雷达测量数据进行大气阻力系数CD经验修正；

(4)如果轨道高度小于90公里，采用弹道积分方法，计算卫星陨落的地点和时间；

估算卫星轨道寿命的方法如下：

设则轨道寿命L为：

式中，n——卫星平均运动角速度，单位为圈/d²；

——卫星平均运动角速度变化率；

a——轨道半长轴，单位为km；

e——轨道偏心率；

H——近地点处大气密度标高，单位为km；

μ——大气密度标高的变化率，取为0.1；

I₀,I₁——贝塞尔函数；

J为经验数值，与z有关，大小从1逐渐减小到0.2，其中，J＝1时，z＝0，J＝0.2时，z＝1.2，当z＞1.2时，J忽略，

2.根据权利要求1所述的一种空间目标陨落多模型跟踪引导方法，其特征在于：所述步骤S1中，在低轨卫星寿命末期时，低轨卫星将会再次进入大气层，陨落预报的精度主要受大气的影响，空间大气密度的变化主要受太阳10.7厘米辐射流量F_10.7和地磁指数Ap两个空间环境参数的影响，轨道计算中，根据测站跟踪解算多个大气阻力系数CD的变化率，显著削弱太阳辐射流量F_10.7参数值的误差对定轨和预报的影响，同时，利用雷达测量数据对陨落卫星进行姿态分析和飞行状态判断，修正大气阻力系数CD，提高陨落预报精度。

3.根据权利要求1所述的一种空间目标陨落多模型跟踪引导方法，其特征在于：所述步骤S3中，在定轨方法中，全弧段只估计一个大气阻力系数CD，这只能吸收大气密度计算误差的平均部分，而大气密度快速波动部分带来的误差则很难吸收，在太阳和地磁指数活动剧烈的时候，多个大气阻力系数CD来吸收大气阻力摄动计算的误差，对2天定轨弧段，求解多个大气阻力系数CD，定轨弧段起始时刻一个大气阻力系数CD，结束时刻一个大气阻力系数CD，中间结合测站跟踪弧段设置多个大气阻力系数CD，其他任意时刻的大气阻力系数CD值由它们两点插值获得；

其他任意时刻对应的大气阻力系数CD,用公式表达如下：

这种分段方法给出的大气阻力系数CD仍然是连续的，它很好地吸收变化周期大于12小时的地磁指数波动，对于不同长度的数据弧段和需要反应更高频的地磁指数波动，估计的大气阻力系数CD的个数相应的减少和增加。

4.根据权利要求1所述的一种空间目标陨落多模型跟踪引导方法，其特征在于：所述步骤S4中，由于雷达不受天气的影响，对于可见弧段都能进行跟踪，利用雷达宽带图像数据反演陨落目标的姿态参数，从而判断目标的飞行状态，如果处于解体状态，陨落过程中会在大气层烧蚀，如果处于正常的飞行姿态，再结合雷达窄带RCS数据对大气阻力系数CD进行经验修正，从而提高陨落预报精度。