[发明专利]一种星历无更新条件下天基物联网终端的轨道预报方法

说明书

本申请公开了一种星历无更新条件下天基物联网终端的轨道预报方法，该方法包括：数据初始化，并获取预设时刻的TLE数据；调用两行根数拟合预测模型，基于预测模型及预设的TLE数据，计算两行根数预测值；根据两行根数预测值，计算卫星的入境与出境时间。通过本申请中的技术方案，有助于在星历无更新条件下提高天基物联网终端轨道预报的精度。

技术领域

本申请涉及卫星轨道预报的技术领域，具体而言，涉及一种星历无更新条件下天基物联网终端的轨道预报方法。

背景技术

目前天基物联网正处于建设期，天上通信卫星数量有限，尚无法做到全部覆盖。而通过卫星轨道预报技术提前获得卫星的入境、出境时间，可以主动控制终端在卫星入境后、出境前进行数据的收发而其余时间则控制终端休眠，这样不但能极大的提高终端的通信成功率而且可以大大降低终端功耗。因此，卫星轨道预报是天基物联网终端提高通信成功率、降低功耗的一项重要技术。

现有的基于SGP4模型的轨道预报算法，依赖于北美防空司令部发布的两行根参数。北美防空司令部的地面测控网对太空中出现的目标进行跟踪定轨后测出目标的飞行轨道，然后将以两行根参数的格式发布在网站上。两行根数数据仅由2行数据组成，这2行数据包括星历编号、TLE历时、BSTAR拖调制系数、轨道倾角、升交点赤经、轨道偏心率、近地点角距、平近点角、平均运动等参数。

现有的天基物联网终端轨道预报算法，是将俯仰角阈值及从网上下载的最新的TLE数据固化设置到终端设备的flash存储器中，每次轨道预报时，就从flash存储器中读取固化设置好的TLE数据，代入到SGP4模型中计算获得卫星的位置矢量。再根据物联网终端当前时刻的经纬度信息，计算得到终端的位置矢量，并根据卫星和终端的位置矢量计算得到地面物联网终端与卫星的俯仰角。再由终端通过判断计算得到的俯仰角值是否超过设置的阈值，来判断卫星是否入境，从而提前获得卫星出入境的时间。

由于上述天基物联网终端轨道预报算法依赖于两行根数，因此要获取比较精确的预报结果，则需要频繁更新终端中固化设置的TLE数据。

而现有技术中，对于一台天基物联网终端设备，更新终端中固化设置的TLE数据的手段主要有以下三种：(1)人为通过相关指令现场写入flash更新；(2)依赖传统网络的某种手段无线远程更新；(3)依赖卫星通讯链路下行更新。

然而，由于大部分天基物联网终端都是部署在一些诸如森林、海洋、矿产等野外区域，这些区域基本都是环境恶劣、传统网络覆盖不到并且人力不可达的区域。这样对于无下行或者少下行的天基物联网终端来说，频繁更新TLE数据变得十分困难。而时间一长，基于固化设置的TLE参数进行轨道预报的误差将会越来越大。

因此，需要一种星历无更新条件下，也能够在一定周期内提高天基物联网终端轨道预报精度的天基物联网终端轨道预报方法。

发明内容

本申请的目的在于：如何在星历无更新条件下提高天基物联网终端轨道预报的精度。

本申请的技术方案是：提供了一种星历无更新条件下天基物联网终端的轨道预报方法，该方法包括：数据初始化，并获取预设时刻的TLE数据；调用两行根数拟合预测模型，基于预测模型及预设的TLE数据，计算两行根数预测值；根据两行根数预测值，计算卫星的入境与出境时间。

上述任一项技术方案中，进一步地，数据初始化，具体包括：初始化预报的起始时刻、预报天数、终端的经纬度信息、卫星入境仰角阈值。

上述任一项技术方案中，进一步地，根据两行根数预测值，计算卫星的入境与出境时间，具体包括：将两行根数预测值代入到SGP4卫星轨道预报模型中，计算得到卫星在地心地固坐标系下，从预报起始时刻到终止时刻的卫星位置矢量；根据终端经纬度信息，计算终端在地心地固坐标系下，从预报起始时刻到终止时刻的终端位置矢量；根据卫星位置矢量与终端位置矢量，计算从预报起始时刻到终止时刻的终端到卫星的仰角，并在判定仰角大于或等于卫星入境仰角阈值时，计算卫星的入境与出境时间。