[发明专利]一种卫星在轨运行实时受晒状态的仿真计算方法

权利要求书

1.一种卫星在轨运行实时受晒状态的仿真计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1、建立时间描述体系，其中，采用协调世界时作为用户描述标准，采用儒略日用于内部仿真计算；

步骤S2、建立空间位置描述体系，采用笛卡尔直角坐标系，将J2000地心惯性坐标系用于仿真计算；

步骤S3、建立基于星历的空间星球位置计算方法，得到太阳、地球在宇宙空间的相对位置；

步骤S4、建立卫星轨道外推计算模型，通过使用开普勒轨道六根数定义卫星轨道，计算任意时刻卫星的空间位置；

步骤S5、按照步骤S1的时间描述体系输入时间并计算得到所述太阳、地球在宇宙空间的相对位置以及所述卫星的空间位置，然后转换至步骤S2建立的空间位置描述体系中，通过地球阴影计算方法获得卫星受晒状态；

步骤S6、设置任务开始时间、任务结束时间和仿真步长，从所述任务开始时间起，依次累加所述仿真步长作为仿真计算时刻，按照步骤S5的方法计算所述卫星受晒状态，直至累加至所述任务结束时间。

2.根据权利要求1所述的卫星在轨运行实时受晒状态的仿真计算方法，其特征在于，所述步骤S1中，用户采用所述协调世界时作为描述标准，描述形式为公历的年、月、日、时、分、秒，仿真计算过程中将所述协调世界时转换为儒略日。

3.根据权利要求1所述的卫星在轨运行实时受晒状态的仿真计算方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述J2000地心惯性坐标系的坐标原点与地球质心重合，所述J2000地心惯性坐标系的X轴指向J2000时刻平春分点，所述J2000地心惯性坐标系的Z轴指向北极，且所述J2000地心惯性坐标系的Y轴与X轴、Z轴构成右手直角坐标系。

4.根据权利要求1所述的卫星在轨运行实时受晒状态的仿真计算方法，其特征在于，所述步骤S3中，采用JPL星历数据建立基于星历的空间星球位置计算方法，得到所述太阳、地球在宇宙空间的相对位置。

5.根据权利要求4所述的卫星在轨运行实时受晒状态的仿真计算方法，其特征在于，采用DE405星历表中的星历数据建立基于星历的空间星球位置计算方法，得到所述太阳、地球在宇宙空间的相对位置；其中，所述DE405星历表采用的坐标系以太阳系质心为原点，以J2000地球平赤道面为xy平面，J2000平春分点方向为x方向的直角坐标系。

6.根据权利要求1所述的卫星在轨运行实时受晒状态的仿真计算方法，其特征在于，所述步骤S4中，所述开普勒轨道六根数包括半长轴a、偏心率e、倾角i、升交点赤经Ω、近地点幅角ω和真近点角f。

7.根据权利要求6所述的卫星在轨运行实时受晒状态的仿真计算方法，其特征在于，所述半长轴a、所述偏心率e、所述倾角i、所述升交点赤经Ω、所述近地点幅角ω和所述真近点角f通过公式(1)-(6)计算得到：

式中，μ为地球引力常数，μ＝GM＝3.986005×10₁₄m³/s²，G为引力常数，M为地球质量；设t₀时刻，在惯性系中，卫星的速度矢量和位置矢量分别为和则速度大小v₀和位置大小r₀分别为和轨道的动量矩为和

8.根据权利要求1所述的卫星在轨运行实时受晒状态的仿真计算方法，其特征在于，所述步骤S4中，使用SGP4模型，通过初始化的所述开普勒轨道六根数及时刻，计算任意时刻的卫星轨道数据，从而获得任意时刻所述卫星的空间位置。