CN115048817B - 一种对地威慑分析的决策辅助方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及运筹分析技术领域，具体公开了一种对地威慑分析的决策辅助方法及系统，包括构建区域威慑率量化准则，构建持续威慑率量化准则，构建多重威慑率量化准则，基于区域威慑率、持续威慑率和多重覆盖率构建分析评价模型，基于分析评价模型分析和评价近地轨道卫星系统全球部署的对地威慑，以用于为太空战略部署提供决策参考；该方法通过对区域威慑率、持续威慑率以及多重威慑率等准则的量化分析，能够反应出近地轨道卫星系统全球部署背后蕴含的对地高威慑意图；并通过分析计算，有助于深入了解全球部署所构建的全天时、全天候、全球威慑之势，进而可为近地轨道卫星系统部署应对提供参考与借鉴。

Description

一种对地威慑分析的决策辅助方法及系统

技术领域

本发明涉及运筹分析技术领域，具体涉及一种对地威慑分析的决策辅助方法及系统。

背景技术

近地轨道卫星系统部署计划是一项卫星全球部署计划，初衷是在地球近地轨道部署上万颗卫星系统，进而为全球提供高速的互联网服务。

近地轨道卫星系统部署计划以空间、时间以及数量作为自身的存在形式；虽然目前已经有对近地轨道卫星系统部署计划的相关研究，但是目前还没有近地轨道卫星系统全球部署对地威慑运筹分析方法的相关研究。

发明内容

针对上述问题，本发明的第一个目的是提出一种基于近地轨道卫星系统全球部署对地威慑分析的决策辅助方法，该方法通过对区域威慑率、持续威慑率以及多重威慑率等准则的量化分析，能够反应出近地轨道卫星系统全球部署背后蕴含的对地高威慑意图；并通过分析计算，有助于深入了解近地轨道卫星系统全球部署所构建的全天时、全天候、全球威慑之势，进而为近地轨道卫星系统部署提供参考与借鉴；该方法主要用于太空战略运筹分析，为太空战略部署提供决策建议。

本发明的第二个目的是提供一种基于近地轨道卫星系统全球部署对地威慑分析的决策辅助系统。

本发明所采用的第一个技术方案是：一种基于近地轨道卫星系统全球部署对地威慑分析的决策辅助方法，包括以下步骤：

S100：构建区域威慑率量化准则；

S200：构建持续威慑率量化准则；

S300：构建多重威慑率量化准则；

S400：基于区域威慑率、持续威慑率和多重覆盖率构建分析评价模型；所述分析评价模型包括目标层、准则层、指标层和方案层；其中，所述目标层为近地轨道卫星系统全球部署对地威慑的整体分析评价；所述准则层包括区域威慑率、持续威慑率和多重威慑率；所述指标层包括卫星视场角、卫星对地覆盖范围、有效威慑范围、轨道平面倾角、累计威慑时长、星下点重访周期、轨道面间的相位差、同轨道间的相位差和覆盖重数；所述方案层设置有不同的全球部署计划；

S500：基于所述分析评价模型分析和评价近地轨道卫星系统全球部署的对地威慑，以用于为太空战略部署提供决策参考。

优选地，所述步骤S100中的区域威慑率量化准则通过以下公式表示：

式中，

为区域威慑率；

为卫星对地覆盖范围；D为地表目标地域范围。

优选地，所述步骤S200中的持续威慑率量化准则通过以下公式表示：

式中，Γ^S为持续威慑率；

为威慑时长；

为星下点重访周期；I为回归周期内星下点第I次访问；M为回归周期内访问总数。

优选地，所述步骤S300中的多重威慑率量化准则通过以下公式表示：

式中，Θ_t为多重威慑率；n_t为覆盖重数；

为轨道面间的相位差；

为同轨道间的相位差。

优选地，所述卫星对地覆盖范围通过以下公式计算得到：

式中，

为卫星对地覆盖范围；x₁为地心惯性坐标系中覆盖区域在x轴方向的截距；y₁为地心惯性坐标系中覆盖区域在y轴方向的截距；θ为卫星视场角。

优选地，所述有效威慑范围为某时刻卫星对地覆盖范围与地表目标地域范围的交集。

优选地，所述轨道面间的相位差通过以下公式计算得到：

式中，

为轨道面间的相位差；N为卫星数；j为部署轨道面序号，且j＝1,2,…,Q；F为不同轨道面内卫星的相位因子，其值为0到Q的任意整数，Q为轨道平面数。

优选地，所述同轨道间的相位差通过以下公式计算得到：

式中，

为同轨道间的相位差；N为卫星数；k为同一轨道面内卫星部署序号，且k＝1,2,…,N/Q；Q为轨道平面数。

本发明所采用的第二个技术方案是：一种基于近地轨道卫星系统全球部署对地威慑分析的决策辅助系统，包括准则构建模块、模型构建模块和分析评价模块；

所述准则构建模块用于构建区域威慑率量化准则、持续威慑率量化准则和多重威慑率量化准则；

所述模型构建模块用于基于区域威慑率、持续威慑率和多重覆盖率构建分析评价模型；所述分析评价模型包括目标层、准则层、指标层和方案层；其中，所述目标层为近地轨道卫星系统全球部署对地威慑的整体分析评价；所述准则层包括区域威慑率、持续威慑率和多重威慑率；所述指标层包括卫星视场角、卫星对地覆盖范围、有效威慑范围、轨道平面倾角、累计威慑时长、星下点重访周期、轨道面间的相位差、同轨道间的相位差和覆盖重数；所述方案层设置有不同的全球部署计划；

所述分析评价模块用于基于所述分析评价模型分析和评价近地轨道卫星系统全球部署的对地威慑，以用于为太空战略部署提供决策参考。

上述技术方案的有益效果：

(1)本发明公开的一种基于近地轨道卫星系统全球部署对地威慑分析的决策辅助方法通过对区域威慑率、持续威慑率以及多重威慑率等准则的量化分析，能够反应出近地轨道卫星系统全球部署背后蕴含的对地高威慑意图；并通过分析计算，有助于深入了解近地轨道卫星系统全球部署所构建的全天时、全天候、全球威慑之势，进而为近地轨道卫星系统部署提供参考与借鉴；该方法主要用于太空战略运筹分析，为太空战略部署提供决策建议。

(2)近地轨道卫星系统全球部署所呈现的对地覆盖、时间覆盖以及多重覆盖，即包含卫星部署的一般性特征，又具有特殊的战略内涵；本发明全面把握近地轨道卫星系统全球部署在对地威慑中的具体体现，着眼于近地轨道卫星系统部署计划在区域威慑、连续威慑以及多重威慑等方面的具体表现，阐明了部署与威慑之间的关联机制和内在联系。

(3)针对在轨卫星拥有对地覆盖的特征，本发明通过对地覆盖范围的分析，进而量化区域威慑能力；对于幅员辽阔的目的地域，本发明通过对较大视场角设置，可实现更大范围的对地覆盖，获得更高的区域威慑率。

(4)针对低轨部署具有特殊的时间覆盖性，本发明通过累计威慑时长的长短，量化持续威慑能力；对于高纬度的目标地域，本发明通过对较大轨道平面倾角部署，可拥有更长的星下点过境轨迹，保持更高的持续威慑率。

(5)针对全球部署体现出的数量覆盖特性，本发明通过分析覆盖重数的差异，量化多重威慑能力；对于地表重点目标，若要保持相同卫星总数，本发明根据分析结果，降低各轨道面间的相位差、提升相同轨道卫星间的相位差，可让更多的卫星同时覆盖同一区域，构成更高的多重威慑率。

附图说明

图1为本发明的一个实施例提供的一种基于近地轨道卫星系统全球部署对地威慑分析的决策辅助方法的流程示意图；

图2为本发明的一个实施例提供的星载传感器可视锥对地覆盖形态的示意图；

图3为本发明的一个实施例提供的圆锥体传感器对地覆盖范围计算的示意图；

图4为本发明的一个实施例提供的卫星在轨运行的星下点示意图；

图5为本发明的一个实施例提供的分析评价模型的示意图；

图6为本发明仿真实验中两个阶段不同高度部署的卫星在轨状态示意图；

图7为本发明的一个实施例提供的一种基于近地轨道卫星系统全球部署对地威慑分析的决策辅助系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例的详细描述和附图用于示例性地说明本发明的原理，但不能用来限制本发明的范围，即本发明不限于所描述的优选实施例，本发明的范围由权利要求书限定。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“第一”“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例一

图1为本发明的一个实施例提供的一种基于近地轨道卫星系统全球部署对地威慑分析的决策辅助方法，包括以下步骤：

S100：构建区域威慑率量化准则；

在地心惯性坐标系中，S'为星下点，A、B为卫星对地覆盖区域的边界点，θ为卫星视场角，β为覆盖区域的地心张角；构建星下点运动模型，其中，星下点运动模型通过以下公式表示：

式中，β为覆盖区域的地心张角；ε为地面对卫星的最小观测角；θ为卫星视场角，表征星载传感器对地探测视场的大小。

根据光或电磁波的直线传播原理，卫星对地覆盖范围直接受卫星视场角θ(即星载传感器对地探测视场的大小)的影响；如图2所示，卫星对地覆盖量化分析模型，可抽象为一个锥体，锥体的顶点为星载传感器，锥体的中轴线方向受卫星与传感器姿态的影响；卫星对地覆盖范围本质上即该锥体与地球表面的正交区域；对于圆形或矩形正交区域，其形状只取决于太空力量传感器可视锥的几何构型；以圆锥体传感器为例，当卫星视场角设置为θ时，根据空间几何关系，卫星对地覆盖范围(即正交区域边界方程)通过以下公式表示：

式中，

为卫星对地覆盖范围，即锥体与地球表面的正交区域；x₁为地心惯性坐标系中覆盖区域在x轴方向的截距；y₁为地心惯性坐标系中覆盖区域在y轴方向的截距；θ为卫星视场角。

如图3所示，某时刻卫星S对应的星下点为S'，过S作地球的切线，切点为P，S'P即为对地半覆盖区；此时，卫星对地覆盖范围只受到几何平地的限制，卫星到覆盖区域边界的距离通过以下公式计算得到：

式中，ρ为卫星到覆盖区域边界的距离；R_e为地球半径；r为卫星的地心距，且r＝R_e+h，h为卫星距地面的高度；ε为地面对卫星的最小观测角；θ为卫星视场角。

此时，卫星对地覆盖范围通过以下公式表示：

式中，

为卫星对地覆盖范围；R_e为地球半径；ε为地面对卫星的最小观测角；θ为卫星视场角。

从对地覆盖所呈现的区域威慑来看，将某时刻卫星对地覆盖范围与地表目标地域范围的交集称为有效威慑范围，再与目标地域范围相除，得到区域威慑率量化准则；即区域威慑率量化准则通过以下公式表示：

式中，

为区域威慑率；

为卫星对地覆盖范围；D为地表目标地域范围。

例如部署在轨道高度550km的单颗卫星若采用不同卫星视场角，某一时刻对地覆盖范围并不相同；由于卫星的姿态机动和圆锥体传感器侧摆均存在一定限制，卫星视场角存在一个最大值θ₀；对照表1中的数据可知，当视场角大于70°后，区域威慑率并不会因为卫星视场角的增加而提升；由此可见，卫星视场角(即星载传感器视场角)设置不同，对地覆盖范围不同，除去目标地域边境的不规则因素，在一定范围内卫星视场角每增大10％，区域威慑率能有5％的提升。

表1卫星区域威慑率随卫星视场角变化情况

卫星视场角(°)	对地覆盖范围(km<sup>2</sup>)	有效威慑范围(km<sup>2</sup>)	区域威慑率(％)
				θ＝30	337740	0	0
θ＝40	739419	76964	10.4
				θ＝50	1608494	254142	15.8
θ＝60	4188841	837535	19.9
				θ＝70	20588276	5044002	24.5
θ＝80	20588276	5044002	24.5
				θ＝90	20588276	5044002	24.5

本发明通过对地覆盖范围的分析，进而量化区域威慑能力；对于幅员辽阔的目的地域，本发明通过对较大视场角设置，可实现更大范围的对地覆盖，获得更高的区域威慑率。

S200：构建持续威慑率量化准则；

近地轨道卫星系统全球部署后，遵循低轨道运动的回归特征，将运动时间量与目标地域相结合，便会形成过境时间这一度量指标；过境时间是时间点的集合，最能体现时间过程，近地轨道卫星系统全球部署对地威慑持续性要以“段”的形式体现，过境时间的长短在某种意义上就是其对地威慑持续性的一种客观体现；虽然能力大小常常不以人为的选择为转移，但深刻把握近地轨道卫星系统部署在过境时间上的客观规律，便能使预期或选择的时间特征转换为现实的威慑指标。

如图4所示，当把地球视为球形时，卫星的星下点是指卫星与地心之间的连线与球面的交点，星下点的位置一般用经度λ、纬度

表示；用轨道根数求出t时刻卫星的直角坐标(x₂,y₂,z₂)，得到星下点纬度

与坐标系的数学关系，星下点纬度

与坐标系的数学关系通过以下公式表示：

式中，

为星下点纬度；z₂为卫星在直角坐标z轴上的投影高度；r为卫星的地心距。

星下点赤经α与坐标系的数学关系通过以下公式表示：

式中，α为星下点赤经；y₂为卫星在直角坐标y轴上的投影距离；x₂为卫星在直角坐标x轴上的投影距离。

受地球自转和摄动的影响，星下点纬度与赤纬仍然相等，但星下点经度λ与赤经α的关系则通过以下公式表示：

λ＝α-α_G＝Ω+arctan(cos i·tan u)-α_G

式中，λ为星下点经度；α为星下点赤经；α_G为格林尼治恒星时；Ω为升交点赤经；i为轨道平面倾角；u为纬度幅角。

由于轨道运动和地球自转的综合作用，使得星下点在地面上的位置也在不断变化，星下点在地球表面移动所形成星下点轨迹；若t时刻卫星在地心球面坐标系中的位置为

星下点在地表上的位置则可用

表示，星下点轨迹是λ、

随轨道平面倾角i、纬度幅角u变化的曲线；星下点在地表上的位置通过以下公式表示：

式中，λ为星下点经度；Ω为升交点赤经；i为轨道平面倾角；u为纬度幅角；α_G为格林尼治恒星时；

为星下点纬度。

将星下点过境对某地域产生威慑的时长称为威慑时长，即为星下点轨迹从进入目标地域直至离开的时间区间；威慑时长通过以下公式计算得到：

式中，

为威慑时长；t_start(I)和t_stop(I)分别为回归周期内星下点第I次过境起始时刻和结束时刻。

从时间覆盖所呈现的持续威慑来看，将回归周期内的累计威慑时长与星下点重访周期的比值作为持续威慑率量化准则，即持续威慑率量化准则通过以下公式表示：

式中，Γ^S为持续威慑率；

为威慑时长；

为星下点重访周期；I为回归周期内星下点第I次访问；M为回归周期内访问总数。

本发明通过累计威慑时长的长短，量化持续威慑能力；本发明通过分析轨道平面倾角与威慑时长的内在联系，构建持续威慑率量化准则，对于高纬度的目标地域，本发明通过部署较大轨道平面倾角，拥有更长的星下点过境轨迹，保持更高的持续威慑率。

S300：构建多重威慑率量化准则；

同其它联合部署一样，近地轨道卫星系统部署计划有着自身的体系结构；这种体系反映了多卫星之间的联合，也就决定了全球部署所呈现的整体性；整体性是近地轨道卫星系统全球部署最突出的特征，不同轨道面、不同轨道卫星之间是相互联合、相互依存的，正是这种联合、依存，使得整个近地轨道卫星系统在全球产生一种“整体效应”；主要表现在两个方面：一是近地轨道卫星系统的整体能力不等同于组成要素的性质和功能的简单叠加，即近地轨道卫星系统全球部署具有其构成要素本身所不具有的多重覆盖性；二是近地轨道卫星系统的整体功能和实力，只有在全球范围内通过多星联合部署才能显示出来；由此，考察近地轨道卫星系统全球部署所呈现出的多重威慑，就要从部署方式、卫星数目以及相位差等要素的相互关系上入手，在部署的整体性中把握其要义。

近地轨道卫星系统全球部署属于δ形部署方式，使同纬度的区域覆盖性相一致，即N颗卫星在Q个轨道平面上均匀部署，相邻轨道间的升交点以2π/Q等间隔均匀分布，相位按2πQ/N等间隔均匀分布；各卫星与基准星的相位差由两部分组成，一部分因各自部署轨道面的不同而形成轨道面间的相位差，轨道面间的相位差通过以下公式计算得到：

式中，

为轨道面间的相位差；N为卫星数；j为部署轨道面序号，且j＝1,2,…,Q，Q为轨道平面数；F为不同轨道面内卫星的相位因子，其值为0到Q的任意整数。

另一部分，是部署在同一轨道面内因排序而定义的同轨道间的相位差，同轨道间的相位差通过以下公式计算得到：

式中，

为同轨道间的相位差；N为卫星数；k为同一轨道面内卫星部署序号，且k＝1,2,…,N/Q；Q为轨道平面数。

综上，部署于轨道面j上第k颗卫星的相位通过以下公式表示为：

式中，

为部署于轨道面j上第k颗卫星的相位；

为基准星的初始相位角，通常可取第一个轨道平面上部署的某一卫星作为基准星；

为轨道面间的相位差；

为同轨道间的相位差；N为卫星数；j为部署轨道面序号，且j＝1,2,…,Q，Q为轨道平面数；F为不同轨道面内卫星的相位因子，其值为0到Q的任意整数；k为同一轨道面内卫星部署序号，且k＝1,2,…,N/Q。

δ形部署方式中，卫星数N与轨道平面数Q之存在相互制约关系，可选择的轨道平面数随着卫星部署数量的变化而变化；在部署高度和轨道平面倾角一定的情况下，设定不同的轨道平面数、各轨道面上部署一定数量的卫星，对地形成的多重威慑态势不尽相同；从数量覆盖所呈现的多重威慑来看，通过覆盖重数n_t及卫星部署的2种相位差，即能构建多重威慑率量化准则，多重威慑率量化准则通过以下公式表示：

式中，Θ_t为多重威慑率；n_t为覆盖重数；

为轨道面间的相位差；

为同轨道间的相位差。

针对全球部署体现出的数量覆盖特性，本发明通过分析覆盖重数的差异，量化多重威慑能力；对于地表重点目标，若要保持相同卫星总数，本发明根据分析结果，降低各轨道面间的相位差、提升相同轨道卫星间的相位差，可让更多的卫星同时覆盖同一区域，构成更高的多重威慑率。

S400：基于区域威慑率、持续威慑率和多重覆盖率构建分析评价模型；

如图5所示，本发明通过设置目标层、准则层、指标层和方案层来构建分析评价模型，目标层为近地轨道卫星系统全球部署对地威慑的整体分析评价；准则层B分为区域威慑率、持续威慑率以及多重威慑率，指标层C细分为卫星视场角、卫星对地覆盖范围、有效威慑范围、轨道平面倾角、累计威慑时长、星下点重访周期、轨道面间的相位差、同轨道间的相位差和覆盖重数，方案层设置有不同的全球部署计划，例如方案层可选取第一阶段(阶段1)550km轨道的全球部署计划和第二阶段(阶段2)1110km轨道的全球部署计划。

S500：基于分析评价模型分析和评价近地轨道卫星系统全球部署的对地威慑。

例如利用层次分析法(即基于分析评价模型)分析和评价上述两个阶段部署计划(第一阶段550km轨道的全球部署计划和第二阶段1110km轨道的全球部署计划)的对地威慑。

卫星对地覆盖范围、过境时间以及覆盖重数是相对具体、可量化的，特别是卫星视场角、轨道平面倾角以及相位差都拥有参数化和可控性，这使得近地轨道卫星系统全球部署对地威慑的分析在空间、时间以及数量等方面表现出可量化的特点；本发明坚持太空战略与科学技术紧密结合，通过区域威慑率、持续威慑率以及多重威慑率等量化准则的构建，提出了基于近地轨道卫星系统全球部署对地威慑分析的决策辅助方法，将得到以下有益效果：

1)针对在轨卫星拥有对地覆盖特征，本发明通过对地覆盖范围的分析，进而量化区域威慑能力；对于幅员辽阔的目的地域，本发明通过对较大卫星视场角设置，实现更大范围的对地覆盖，获得更高的区域威慑率；

2)针对低轨部署具有特殊的时间覆盖性，本发明通过累计威慑时长的长短，量化持续威慑能力；对于高纬度的目标地域，本发明通过对较大轨道平面倾角部署，拥有更长的星下点过境轨迹，保持更高的持续威慑率；

3)针对全球部署体现出数量覆盖特性，本发明通过分析覆盖重数的差异，量化多重威慑能力；对于地表重点目标，若要保持相同卫星总数，本发明根据分析结果，降低各轨道面间的相位差、提升相同轨道卫星间的相位差，让更多的卫星同时覆盖同一区域，构成更高的多重威慑率；

4)本发明通过对区域威慑率、持续威慑率以及多重威慑率等准则的量化分析，能够反应出近地轨道卫星系统全球部署背后蕴含的对地高威慑意图；通过分析计算，有助于深入了解近地轨道卫星系统全球部署所构建的全天时、全天候、全球威慑之势，进而为近地轨道卫星系统部署提供参考与借鉴。

下面结合仿真实验说明本发明技术方案的有益效果：

第一批近地轨道卫星系统计划在2019年至2027年间，如表2所示，通过两个阶段在距地550千米和1100千米等轨道高度全球部署四千余颗卫星；如图6所示，选取其中2项轨道高度相差一倍的部署计划进行整体分析。

表2第一批近地轨道卫星系统全球部署计划举例

两阶段计划全球部署后，阶段1在550km轨道高度全球部署1584颗卫星，仍难以完全覆盖位于北半球幅员1709万平方公里的目标地域，不能覆盖76°N以北地域；计算发现，阶段1可通过提高10°的卫星视场角，可达到与阶段2相一致的100％区域威慑率。

两项计划全球部署后，与之相关的持续威慑率数据统计如表3所示；通过对数据对比可知，较低轨道部署的阶段1仍然不能确保对目标地域构成全天时持续威慑，通过计算仿真，阶段1通过增大3°的轨道平面倾角，可达到与阶段2相一致的100％持续威慑率。

表3两个阶段全球部署持续威慑率统计(24小时)

同时，通过仿真计算，阶段1减小轨道间7.5°的相位差，将有助于达到与阶段2相一致的多重威慑率。

利用层次分析法(基于分析评价模型)对上述两个阶段部署计划的对地威慑进行整体分析和评价；结合专家评价意见，自上而下地将单准则下的权重进行合成，开展判断一致性检验，准则层各因素的权值分别设为0.417、0.333和0.25。

综合计算，第二阶段(阶段2)1110km轨道全球部署计划的对地威慑整体性相比较第一阶段(阶段1)550km轨道全球部署计划高23.4％；由此可知，相似的部署方式，部署轨道提高1倍，能带来对地威慑23.4％的整体提升；根据齐奥尔科夫斯基理论以及国际载荷发射价格，若考虑到卫星发射成本对部署轨道高度的制约，亦可通过卫星视场角、轨道平面倾角以及相位差的部署调整，使阶段1达到与阶段2相一致的对地威慑能力。

实施例二

图7为本发明的一个实施例提供的一种基于近地轨道卫星系统全球部署对地威慑分析的决策辅助系统，包括准则构建模块、模型构建模块和分析评价模块；

所述准则构建模块用于构建区域威慑率量化准则、持续威慑率量化准则和多重威慑率量化准则；

所述模型构建模块用于基于区域威慑率、持续威慑率和多重覆盖率构建分析评价模型；所述分析评价模型包括目标层、准则层、指标层和方案层；其中，所述目标层为近地轨道卫星系统全球部署对地威慑的整体分析评价；所述准则层包括区域威慑率、持续威慑率和多重威慑率；所述指标层包括卫星视场角、卫星对地覆盖范围、有效威慑范围、轨道平面倾角、累计威慑时长、星下点重访周期、轨道面间的相位差、同轨道间的相位差和覆盖重数；所述方案层设置有不同的全球部署计划；

所述分析评价模块用于基于所述分析评价模型分析和评价近地轨道卫星系统全球部署的对地威慑，以用于为太空战略部署提供决策参考。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种基于近地轨道卫星系统全球部署对地威慑分析的决策辅助方法，其特征在于，包括以下步骤：

S100：构建区域威慑率量化准则；

S200：构建持续威慑率量化准则；

S300：构建多重威慑率量化准则；

S400：基于区域威慑率、持续威慑率和多重覆盖率构建分析评价模型；所述分析评价模型包括目标层、准则层、指标层和方案层；其中，所述目标层为近地轨道卫星系统全球部署对地威慑的整体分析评价；所述准则层包括区域威慑率、持续威慑率和多重威慑率；所述指标层包括卫星视场角、卫星对地覆盖范围、有效威慑范围、轨道平面倾角、累计威慑时长、星下点重访周期、轨道面间的相位差、同轨道间的相位差和覆盖重数；所述方案层设置有不同的全球部署计划；

S500：基于所述分析评价模型分析和评价近地轨道卫星系统全球部署的对地威慑，以用于为太空战略部署提供决策参考；

其中，所述区域威慑率量化准则通过以下公式表示：

式中，

为区域威慑率；

为卫星对地覆盖范围；D为地表目标地域范围；

所述持续威慑率量化准则通过以下公式表示：

式中，Γ^S为持续威慑率；

为威慑时长；

为星下点重访周期；I为回归周期内星下点第I次访问；M为回归周期内访问总数；

所述多重威慑率量化准则通过以下公式表示：

式中，Θ_t为多重威慑率；n_t为覆盖重数；

为轨道面间的相位差；

为同轨道间的相位差。

2.根据权利要求1所述的决策辅助方法，其特征在于，所述卫星对地覆盖范围通过以下公式计算得到：

式中，

为卫星对地覆盖范围；x₁为地心惯性坐标系中覆盖区域在x轴方向的截距；y₁为地心惯性坐标系中覆盖区域在y轴方向的截距；θ为卫星视场角。

3.根据权利要求1所述的决策辅助方法，其特征在于，所述有效威慑范围为某时刻卫星对地覆盖范围与地表目标地域范围的交集。

4.根据权利要求1所述的决策辅助方法，其特征在于，所述轨道面间的相位差通过以下公式计算得到：

式中，

为轨道面间的相位差；N为卫星数；j为部署轨道面序号，且j＝1,2,…,Q；F为不同轨道面内卫星的相位因子，其值为0到Q的任意整数，Q为轨道平面数。

5.根据权利要求1所述的决策辅助方法，其特征在于，所述同轨道间的相位差通过以下公式计算得到：

式中，

为同轨道间的相位差；N为卫星数；k为同一轨道面内卫星部署序号，且k＝1,2,…,N/Q；Q为轨道平面数。

6.一种基于近地轨道卫星系统全球部署对地威慑分析的决策辅助系统，其特征在于，包括准则构建模块、模型构建模块和分析评价模块；

所述准则构建模块用于构建区域威慑率量化准则、持续威慑率量化准则和多重威慑率量化准则；

所述模型构建模块用于基于区域威慑率、持续威慑率和多重覆盖率构建分析评价模型；所述分析评价模型包括目标层、准则层、指标层和方案层；其中，所述目标层为近地轨道卫星系统全球部署对地威慑的整体分析评价；所述准则层包括区域威慑率、持续威慑率和多重威慑率；所述指标层包括卫星视场角、卫星对地覆盖范围、有效威慑范围、轨道平面倾角、累计威慑时长、星下点重访周期、轨道面间的相位差、同轨道间的相位差和覆盖重数；所述方案层设置有不同的全球部署计划；

所述分析评价模块用于基于所述分析评价模型分析和评价近地轨道卫星系统全球部署的对地威慑，以用于为太空战略部署提供决策参考；

其中，所述区域威慑率量化准则通过以下公式表示：

式中，

为区域威慑率；

为卫星对地覆盖范围；D为地表目标地域范围；

所述持续威慑率量化准则通过以下公式表示：

式中，Γ^S为持续威慑率；

为威慑时长；

为星下点重访周期；I为回归周期内星下点第I次访问；M为回归周期内访问总数；

所述多重威慑率量化准则通过以下公式表示：

式中，Θ_t为多重威慑率；n_t为覆盖重数；

为轨道面间的相位差；

为同轨道间的相位差。

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