一种高轨卫星群区域防护系统及方法

专利主权项内容

1.一种高轨卫星群区域防护方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：根据待防护的高轨卫星数量、位置分布及安全距离确定防护区域；S2：根据防护区域及防护卫星能力确定防护卫星的数量，并发射防护卫星入轨；S3：根据防护区域及地面监控站分布情况选定用于防护任务的地面监控站；S4：在平时巡视模式下，地面监控站对高轨区域进行全局态势感知；S5：在平时巡视模式下，防护卫星围绕防护区域进行循环绕飞；S6：当地面监控站发现威胁目标后，进入应急防护模式，引导防护卫星开展远程机动；S7：在远程机动结束后，防护卫星独立或协同开展近程博弈，确保高轨卫星运行安全；S8：近程博弈结束后，防护卫星重新返回循环绕飞轨道，系统恢复平时巡视模式；所述步骤S1中确定防护区域基于高轨卫星群在轨道上分布的位置，以及基于高轨卫星群安全阈值和防护任务觉得的宽度和高度共同决定；所述的防护区域是一个长方体，其长度为ΔL、高度为Δh、宽度为Δg，其中心在地球惯性坐标系下的位置坐标为(x, y, z)；其中长度ΔL由高轨卫星群在轨道上分布的位置决定，高度Δh和宽度Δg均由安全阈值确定，安全阈值与防护任务的要求有关，基于高轨卫星群的运行轨迹、高轨卫星群的活动范围阈值、以及高轨卫星群的排布形状和数量进行确定；ccc由于高轨卫星群是空间分布，对其进行空间分布计算，Δg的另一种等效表示方式为轨道面夹角Δγ，两者之间的关系为：Δg≈h·Δγ，其中h为GEO轨道到地心的距离；高轨卫星群在地球惯性坐标系下的位置坐标简单描述为(x、y、z)，其中i＝1, 2, …，N，这里N为高轨卫星数量；其等价的轨道根数为(a, e, i, Ω, ω，M)，其中：a为轨道半长轴、e为偏心率、i为轨道倾角、Ω为升交点赤经、ω为纬度幅角，M为第i颗高轨卫星的初始平近点角；iiiii高轨卫星群在同一条轨道上分布，轨道根数仅平近点角不同，其余5个轨道参数均相同，且这5个轨道根数均有具体取值：其中a＝Re+h, Re为地球半径，即6378.137km，h为地球静止轨道高度，即36000km；e＝0；i＝0；Ω和ω在地球静止轨道的情况下一般合并为一个参数：u＝Ω+ω，并定义其为0；而M的值是和卫星具体位置坐标一一对应的，通过轨道动力学理论计算确定，长方体的长度可通过如下公式计算：ΔL＝a·(max(M)-min(M))，长方体中心可通过如下公式计算：iii