[发明专利]基于实时覆盖面积评估的卫星星座构型方法及设备

权利要求书

1.一种基于实时覆盖面积评估的卫星星座构型方法，其特征在于，包括：步骤1、输入目标覆盖区域，对区域进行六边形离散化处理；步骤2、读入星座中每颗卫星参数，利用轨道六根数计算星下点轨迹；步骤3、利用视线方程计算出每颗卫星的对地覆盖模型，进行实时仿真计算；步骤4、随机选取不同时刻计算星座瞬时对目标区域覆盖率，并计算平均覆盖率；步骤5、以计算得到的平均覆盖率为优化目标，采用改进的模拟退火算法，搜索满足该目标且所需卫星数目最少的构型；所述步骤4中的随机选取不同时刻计算星座瞬时对目标区域覆盖率，包括：判断各六边形网格与卫星覆盖带相交情况,以与卫星覆盖带产生重叠的六边形网格数除以全部网格数作为当前时刻覆盖率,通过随机选取不同时刻的卫星运行情况计算瞬时覆盖率，然后计算瞬时覆盖率的平均值得到平均覆盖率。

2.根据权利要求1所述的基于实时覆盖面积评估的卫星星座构型方法，其特征在于，所述步骤2中的利用轨道六根数计算星下点轨迹，包括：

其中，a为轨道高度，e为轨道倾角，Ω为升交点赤径，i为偏心率，ω为近地点幅角，M为真近点角，λ为星下点位置参数赤经，为赤纬，t为当前时刻，t₀为初始时刻为，S_GO为格林尼治恒星时，f为卫星真近点角，w_E为地球自转平运动速度,R_e为地球平均赤道半径，n为当前时刻卫星角速度，J₂为地球摄动常数。

3.根据权利要求2所述的基于实时覆盖面积评估的卫星星座构型方法，其特征在于，在所述利用轨道六根数计算星下点轨迹之后，还包括：

其中，T为卫星运行周期，Δλ_2π为经差。

4.根据权利要求3所述的基于实时覆盖面积评估的卫星星座构型方法，其特征在于，所述步骤5中的以计算得到的平均覆盖率为优化目标，采用改进的模拟退火算法，搜索满足该目标且所需卫星数目最少的构型，包括：步骤5.1、给定一个满足多次迭代的初始温度T＝T₀，输入一个初始解；步骤5.2、判断该状态下目标区域是否满足覆盖率约束，如果是，转步骤5.3；否则，转步骤5.6；步骤5.3、储存该解作为较优解，若该解为当前使用卫星数目最少的解，则将其作为当前最优解，否则以概率exp[-100/(k*T)]设定该解为当前最优解，其中k为迭代次数；步骤5.4、根据当前最优解在目标区域的最大经纬度范围内改变轨道倾角，取平均覆盖率最大的情况；步骤5.5、以0.5T的概率将当前最优解各个倾角对应的轨道平面数以及平面上的卫星数减1，若退火结束，转步骤5.7，否则转步骤5.2；步骤5.6、以0.5T的概率将当前最优解各个倾角对应的轨道平面数加1，以及每个平面上的卫星数分别加1，若退火结束，转步骤5.7，否则转步骤5.2；步骤5.7、输出当前最优解。

5.一种基于实时覆盖面积评估的卫星星座构型装置，其特征在于，包括：第一主模块，用于输入目标覆盖区域，对区域进行六边形离散化处理；第二主模块，用于读入星座中每颗卫星参数，利用轨道六根数计算星下点轨迹；第三主模块，用于利用视线方程计算出每颗卫星的对地覆盖模型，进行实时仿真计算；第四主模块，用于随机选取不同时刻计算星座瞬时对目标区域覆盖率，并计算平均覆盖率；第五主模块，用于以计算得到的平均覆盖率为优化目标，采用改进的模拟退火算法，搜索满足该目标且所需卫星数目最少的构型；所述随机选取不同时刻计算星座瞬时对目标区域覆盖率，包括：判断各六边形网格与卫星覆盖带相交情况,以与卫星覆盖带产生重叠的六边形网格数除以全部网格数作为当前时刻覆盖率,通过随机选取不同时刻的卫星运行情况计算瞬时覆盖率，然后计算瞬时覆盖率的平均值得到平均覆盖率。

6.一种电子设备，其特征在于，包括：

至少一个处理器、至少一个存储器和通信接口；其中，

所述处理器、存储器和通信接口相互间进行通信；

所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令，以执行权利要求1至4任一项权利要求所述的方法。

7.一种非暂态计算机可读存储介质，其特征在于，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令使所述计算机执行权利要求1至4中任一项权利要求所述的方法。