一种低轨卫星对地面覆盖时间窗口的计算方法及系统

专利主权项内容

1.一种低轨卫星对地面覆盖时间窗口的计算方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1：将卫星、星下点、用户经纬度高程转换成ECEF坐标值；步骤S2：求解ECEF坐标系下星下点的切平面Q的方程；步骤S3：求解用户在星下点在所述切平面Q上的投影点坐标P1；步骤S4：将所述投影点在三维坐标系下的坐标P1转换成二维平面坐标系下的坐标P2；步骤S41、通过近似方法得到三维坐标系下二维平面的两个坐标轴分别为三维向量、，平面的法向量为/>；步骤S42、将三维平面坐标系变换到原始坐标系的变换矩阵为一个4×4矩阵T：
；其中，表示三维向量/>的x轴分量，以此类推；步骤S43、将三维坐标系下投影点的坐标补充为/>；步骤S44、将三维坐标系下用户在平面上的投影点转换成二维平面下的点：
，则P2为/>；步骤S45：将所述P2的坐标截短得到投影点在二维平面坐标系下的坐标；步骤S5：计算过用户与卫星运动方向一致的卫星覆盖近似圆内的弦长；步骤S51、计算出卫星在地面覆盖的近似圆的等效半径R；步骤S52、在二维平面中计算，利用卫星运动倾角、方向、投影点坐标得到卫星运动在二维平面的投影直线方程：直线方程为，则点/>到直线的距离为：；卫星运动倾角为，若卫星由南向北运动，则/>；若卫星由北向南运动，则，/>，/>；步骤S53：计算二维平面原点到卫星运动轨迹在平面上投影近似直线的距离为：
；步骤S54：计算通过投影点，方向为卫星运动方向的直线，在二维平面上卫星覆盖区域圆中的弦长，即卫星和用户之间总可视距离为：；步骤S55：通过三角公式计算剩余可视距离；步骤S6：计算卫星对用户的可视时间；步骤S61、计算卫星运动速度为：；步骤S62、卫星在二维平面上投影点运动等效速度为：；步骤S63、计算总可视时间为：；步骤S64、计算剩余可视时间；其中，G为万有引力系数；M为地球的质量；为地球有效半径；/>为卫星轨道高度。 更多数据：搜索马克数据网来源：