(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202210675173.8 (22)申请日 2022.06.15 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 114741907 A (43)申请公布日 2022.07.12 (73)专利权人 中国人民解 放军32035部队 地址 710600 陕西省西安市临潼区环城东 路2号 (72)发明人 钟卫军　曹申艺　杨宁　谷磊　 何健　邓小桐　王涵　 (74)专利代理 机构 西安嘉思特知识产权代理事 务所(普通 合伙) 6123 0 专利代理师 刘长春 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G01C 21/04(2006.01) G01C 21/20(2006.01) (56)对比文件 CN 114063114 A,202 2.02.18 CN 10186 6393 A,2010.10.20CN 109697325 A,2019.04.3 0 EP 3054310 A1,2016.08.10 CN 111985132 A,2020.1 1.24 CN 112173173 A,2021.01.0 5 Du Ying et al. .Anomaly detecti on of orbit satel lite telemetry sequence based on two-window mode. 《2018 C hinese Control And Decisi on Conference》 .2018,全 文. Peng Kou et al. .Axial A ttitude Estimati on of Spacecraft i n Orbit Based on ISAR Ima ge Sequence. 《IE EE Journal of Selected Topics i n Applied Earth Observati ons and Remote Sensi ng》 .2021, 谢文杰等.基 于影锥特征角的近圆轨道卫星 进出地影时间的快速判定法. 《载人航天》 .2020, (第03期),全文. 黄维等.卫星地 面站的星地链路研究. 《计算 机仿真》 .20 07,(第11期),全文. 张阳等.多颗低轨卫星探测导弹的时间窗口 可视化方法. 《探测与控制学报》 .2017,(第02 期),全文. 审查员 李莎 (54)发明名称 基于地心角的地面圆形区域卫星过境快速 预报方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于地心角的地面圆形 区域卫星过境快速预报方法， 包括： 基于地心角 构建地心地固坐标系下的卫星载荷可见性几何 模型； 根据几何模型计算地面圆形区域半径对应 的地心角 ； 根据几何模型和卫星参数计算卫 星圆锥载荷视场对应的地心角 ； 计算不同时 刻点对应的地面圆形区域的圆心位置、 地心连线 与卫星质心、 地心连线的夹角 ； 判断卫星对地 面圆形区域的载荷可见性， 若满足 ， 则输出对应的时刻点集合。 本发 明利用地心角构建了卫星载荷可见性几何模型， 通过几何关系可 以快速计算卫星对地面圆形目标区域的可见性 窗口时段， 实现了卫星过境的快速预报， 且计算 少， 计算速度较高； 且无需获取卫星的具体载荷 参数， 适合在实际中使用。 权利要求书2页 说明书5页 附图2页 CN 114741907 B 2022.08.19 CN 114741907 B 1.一种基于地心角的地 面圆形区域 卫星过境快速预报方法， 其特 征在于， 包括： S1： 基于地心角构建地心地固坐标系下的卫星载荷可见性几何模型； 其中， 所述卫星载 荷可见性几何模型为地心、 地平面、 卫星质心、 卫星侧摆角、 地面圆形区域半径对应的地心 角、 地心与卫星质心的连线、 地面圆形区域的圆心 位置与地心的连线、 以及各个连线之 间的 夹角所形成的几何关系； S2： 根据所述几何模型计算 地面圆形区域半径对应的地心角 ； S3： 根据所述几何模型和卫星参数计算 卫星圆锥载荷视场对应的地心角 ； S4： 计算不同时刻点对应的地面圆形区域的圆心位置、 地心连线与卫星质心、 地心连线 的夹角 ； S5： 判断卫星对地面圆形区域的载荷可见性， 若满足 ， 则输出对应的时刻 点集合。 2.根据权利要求1所述的基于地心角的地面圆形区域卫星过境快速预报方法， 其特征 在于， 在步骤S2中， 地 面圆形区域半径对应的地心角 的计算公式如下： 其中， 为地面圆区域的半径， 为地球半径。 3.根据权利要求1所述的基于地心角的地面圆形区域卫星过境快速预报方法， 其特征 在于， 步骤S3包括： S31： 获取卫星的TLE根数以及卫星侧摆角 ， 并根据卫星的TLE根数计算卫星 空间位置 信息； S32： 基于所述几何模型， 利用卫星侧摆角 和卫星空间位置信息计算卫星质心、 卫星 在地面载荷圆边界点连线与地心、 卫星在地 面载荷圆边界点连线形成的夹角 ； S33： 根据夹角 计算卫星圆锥载荷视场对应的地心角 。 4.根据权利要求3所述的基于地心角的地面圆形区域卫星过境快速预报方法， 其特征 在于， 所述卫星空间位置信息采用大地坐标系表示， 其包括经度信息、 纬度信息和高度信 息。 5.根据权利要求3所述的基于地心角的地面圆形区域卫星过境快速预报方法， 其特征 在于， 在步骤S 32中， 卫星质心、 卫星在地面载荷圆边界点连线与地心、 卫星在地面载荷圆边 界点连线形成的夹角 的计算公式为： 其中， 为地球半径， 为卫星空间位置信息中的高度信息， 为卫星侧摆角。 6.根据权利要求3所述的基于地心角的地面圆形区域卫星过境快速预报方法， 其特征 在于， 在步骤S3 3中， 卫星圆锥载荷视场对应的地心角 的计算公式为：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114741907 B 2其中， 为卫星侧摆角， 为卫星质心、 卫星在地 面载荷圆边界点和地心的夹角。 7.根据权利要求1所述的基于地心角的地面圆形区域卫星过境快速预报方法， 其特征 在于， 步骤S4包括： S41： 将卫星空间位置信息和地面圆形区域的圆心位置信息由大地坐标系转换为地心 地固坐标系表示； S42： 根据几何关系计算不同时刻点地面圆形区域的圆心位置、 地心连线与卫星质心、 地心连线的夹角 。 8.根据权利要求7所述的基于地心角的地面圆形区域卫星过境快速预报方法， 其特征 在于， 在步骤S41中， 进行坐标系转换的公式为： 其中， x、 y、 z分别表示地心地固坐标系下的位置信息， 为地球半径， 、 、 分 别表示大地 坐标系下的高度信息、 纬度信息和高度信息 。 9.根据权利要求8所述的基于地心角的地面圆形区域卫星过境快速预报方法， 其特征 在于， 在步骤S42中， 地面圆形区域的圆心位置、 地心连线与卫星质心、 地心连线的夹角 的 计算公式为： 其中， 分别表示卫星在地心地固坐标系下的位置信息， 分别 表示地面圆形区域的圆心在地心地固坐标系下的位置信息， 表示为卫星空间位置信息 中的高度信息， 表示地面圆形区域的圆心的高度信息 。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114741907 B 3