[发明专利]静止轨道卫星在轨自主地影计算方法及系统

权利要求书

1.一种静止轨道卫星在轨自主地影计算方法，其特征在于，包括：

步骤S1：根据太阳圆盘张角和地球圆盘张角计算地影区圆盘的半径；

步骤S2：根据卫星定点位置星下点经度计算卫星午夜时刻相对于格林尼治时间的累计秒数；

步骤S3：根据卫星午夜时刻相对于格林尼治时间的累计秒数，计算午夜时刻太阳高度角；

步骤S4：根据地影区圆盘半径和午夜时刻的太阳高度角，计算地影期间太阳划过的角度；

步骤S5：根据地影期间太阳划过的角度，计算卫星地影持续时间、卫星进出影时刻并进行地影区判断。

2.根据权利要求1所述的静止轨道卫星在轨自主地影计算方法，其特征在于，在所述步骤S1中：

太阳圆盘张角为由卫星定点位置看向太阳的圆盘张角，由于地心-日心平均距离远大于卫星-地心平均距离，在计算过程中将该张角简化为地心位置处的太阳圆盘张角，依据太阳平均半径R_sun及地-日平均距离R_se计算当前卫星位置处的太阳半张角度；

地球圆盘张角为由卫星定点位置看向地球的圆盘张角，由于地球经圈半径与赤道半径相差极小忽略不计，在计算过程中将地球简化为半径为6371.23km的球体；依据地球平均半径R_e及星-地平均距离R_ce计算当前卫星位置处的地球半张角度；

地影区圆盘的半径A_se＝A_sun+A_eth＝8.8591度。

3.根据权利要求1所述的静止轨道卫星在轨自主地影计算方法，其特征在于，在所述步骤S2中：

依据卫星定点位置星下点经度λ_sat，单位：度，计算卫星相对于格林尼治时间的时间差Δt＝240λ_sat秒；

在卫星定点位置午夜时刻，地心-太阳矢量在地球赤道面内的投影、地心-卫星矢量在地球赤道面内的投影之间的夹角为180°，即卫星星下点当地地方时为00:00:00，此时的格林尼治时间为：t_G＝-Δt；

计算卫星午夜时刻相对于格林尼治时间2000年1月1日12:00:00时刻的累计秒数t₀＝t_G0+t_G＝t_G0-Δt；式中，t_G0为格林尼治时间当日零点相对于格林尼治时间2000年1月1日12:00:00的累积秒计数。

4.根据权利要求1所述的静止轨道卫星在轨自主地影计算方法，其特征在于，在所述步骤S3中：

太阳高度角描述为地心-太阳矢量与地球赤道面内之间的夹角，当太阳位于北半球上方时该角度为正，太阳位于南半球上方时该角度为负；春/秋分时刻太阳高度角变化最快，整个地影持续时间内太阳高度角变化值0.03°，若以午夜时刻太阳高度角作为整个地影期间太阳高度角，最大角度偏差0.015°，对地影持续时间计算结果的影响忽略；

午夜时刻t₀的太阳高度角：

β＝arcsin[sin(23.4366)cos(1.14079552584275×10^-5t₀-169.699038446726)]。

5.根据权利要求1所述的静止轨道卫星在轨自主地影计算方法，其特征在于，在所述步骤S4中：

以卫星作为中心参考点，地影过程近似描述为太阳圆盘水平划过地影区圆盘，计算地影期间太阳划过的角度

6.根据权利要求1所述的静止轨道卫星在轨自主地影计算方法，其特征在于，在所述步骤S5中：

计算太阳圆盘划过地影区圆盘的角速度ω₀＝360/86400＝0.004167°/s；

地影持续时间秒。

7.根据权利要求1所述的静止轨道卫星在轨自主地影计算方法，其特征在于，在所述步骤S5中：

卫星进地影时刻

卫星出地影时刻