一种适用于椭圆轨道的半解析阴影区预报方法

摘要

一种适用于椭圆轨道的半解析阴影区预报方法，采用半解析半数值的方法，预测任意倾角椭圆轨道在一个轨道周期内的阴影区范围。首先，根据太阳与轨道的关系，利用解析方法得到阴影区的可能存在范围；之后，对是否存在阴影区进行粗略判断，并对阴影类型进行分类；最后，根据不同的阴影类型在有限的迭代次数内利用数值法求得阴影区存在范围。本发明在估算任意轨道阴影区范围的过程中尽可能使用解析方法代替数值积分和迭代，降低了阴影区预报的计算量，为实现以太阳能电推进为动力的地球卫星和深空探测器的星上自主阴影区预报提供了一种有效方法。

主权项

一种适用于椭圆轨道的半解析阴影区预报方法，其特征在于该方法包括如下步骤：(1)将太阳矢量从惯性坐标系转换到地心轨道坐标系；(2)依据阴影区桶形模型，获得阴影区在椭圆轨道平面内的方向角、阴影区投影椭圆半长轴；(3)解析计算阴影区可能存在范围；(4)根据阴影椭圆和航天器所处轨道间的几何关系对阴影区可能出现的位置进行分类，并对阴影区的存在进行粗略判断，若阴影区存在范围属于a类，则进入步骤(5)，若阴影区存在范围属于b类，则进入步骤(6)，若不存在阴影区，结束本次预报；(5)获取a类阴影区范围，在阴影区可能存在范围区域内，直接利用数值方法求得阴影区存在范围，进入步骤(7)；(6)获取对b类阴影区范围，缩小阴影区存在范围，搜索在此范围内进入阴影区的任意点，若在有限的迭代次数下不能搜到该点，则判定卫星在本轨道周期内不进入阴影，结束本次预报；若找到阴影点，根据该点位置利用数值方法求得阴影区存在范围，进入步骤(7)；(7)将阴影区存在范围转换为由偏近点角E、平近点角M以及时间表示的参数。