CN115222770A - 一种空间目标跟踪方法、装置及电子设备、可读存储介质 - Google Patents

一种空间目标跟踪方法、装置及电子设备、可读存储介质 Download PDF

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CN115222770A CN202210690912.0A CN202210690912A CN115222770A CN 115222770 A CN115222770 A CN 115222770A CN 202210690912 A CN202210690912 A CN 202210690912A CN 115222770 A CN115222770 A CN 115222770A
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Abstract

本申请公开了一种空间目标跟踪方法、装置及电子设备、可读存储介质。本申请的方法包括：在跟踪时间之前获取TLE文件，所述TLE文件中包括多个空间目标的TLE轨道报；将每个空间目标的TLE轨道报输入至SGP4模型中，根据SGP4模型的预测结果得到每个空间目标的运行轨迹；根据每个空间目标的运行轨迹确定出具有最佳被跟踪条件的最佳跟踪目标，并获取所述最佳跟踪目标在所述跟踪时间内的跟踪预测数据；在所述跟踪时间内，根据所述跟踪预测数据控制跟踪天线的天线波束指向所述最佳跟踪目标，采集所述最佳跟踪目标的辐射信号。本申请能够精准跟踪空间目标并采集足够长度的、连续的辐射信号供后续工作研究使用。

Description

一种空间目标跟踪方法、装置及电子设备、可读存储介质
技术领域
本申请涉及空间目标轨道技术领域，尤其涉及一种空间目标跟踪方法、 装置及电子设备、可读存储介质。
背景技术
空间技术发展越来越受重视，空间目标数量也越来越庞大。相关研究数 据表示，截止2021年在轨的空间目标数量超4000个，其中处于低轨道(轨 道高度≤2000km)的空间目标数量超3000。数量如此巨大的空间目标，对空 间目标跟踪带来了巨大挑战。
尤其是对于非合作的空间目标，由于跟踪天线不能提前确定该空间目标 的姿态，且处于低轨道的空间目标运动速度较快，相对运动速度可能在6.9公 里/秒-7.6公里/秒范围内，以现有跟踪天线的跟踪能力，难以精准跟踪到高速 运动的空间目标，且采集到的信号可能只包括该空间目标的辐射信号中的极 少部分，采集到的少量辐射信号无法进行后续研究。
发明内容
本申请实施例提供了一种空间目标跟踪方法、装置及电子设备、可读存 储介质，以精准跟踪空间目标并采集足够长度的辐射信号。
本申请实施例采用下述技术方案：
第一方面，本申请实施例提供一种空间目标跟踪方法，包括：
在跟踪时间之前获取两行式轨道参数TLE文件，所述TLE文件中包括多 个空间目标的TLE轨道报；
将每个空间目标的TLE轨道报输入至简化常规摄动SGP4模型中，根据 所述SGP4模型的预测结果得到每个空间目标的运行轨迹；
根据每个空间目标的运行轨迹确定出具有最佳被跟踪条件的最佳跟踪目 标，并获取所述最佳跟踪目标在所述跟踪时间内的跟踪预测数据；
在所述跟踪时间内，根据所述跟踪预测数据控制跟踪天线的天线波束指 向所述最佳跟踪目标，采集所述最佳跟踪目标的辐射信号。
第二方面，本申请实施例提供一种空间目标跟踪装置，包括：
TLE文件获取单元，用于在跟踪时间之前获取两行式轨道参数TLE文 件，所述TLE文件中包括多个空间目标的TLE轨道报；
运行轨迹获取单元，用于将每个空间目标的TLE轨道报输入至简化常规 摄动SGP4模型中，根据所述SGP4模型的预测结果得到每个空间目标的运行 轨迹；
跟踪目标确定单元，用于根据每个空间目标的运行轨迹确定出具有最佳 被跟踪条件的最佳跟踪目标，并获取所述最佳跟踪目标在所述跟踪时间内的 跟踪预测数据；
跟踪控制单元，用于在所述跟踪时间内，根据所述跟踪预测数据控制跟 踪天线的天线波束指向所述最佳跟踪目标，采集所述最佳跟踪目标的辐射信 号。
第三方面，本申请实施例提供一种电子设备，包括处理器；以及被安排 成存储计算机可执行指令的存储器，所述可执行指令在被执行时使所述处理 器执行上述实施例的方法。
第四方面，本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可 读存储介质存储一个或多个程序，所述一个或多个程序当被处理器执行时， 实现上述实施例的方法。
本申请实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：本 申请实施例是在跟踪时间之前获取包括多个空间目标的TLE轨道报的TLE文 件，通过将每个空间目标的TLE轨道报输入至SGP4模型中，得到SGP4模 型对每个空间目标的预测结果，基于预测结果能够预测出每个空间目标的运 行轨迹，进而根据每个空间目标的运行轨迹能够从多个空间目标中确定出具 有最佳被跟踪条件的最佳跟踪目标，在确定出最佳跟踪目标之后，获得最佳 跟踪目标的跟踪预测数据，这样在跟踪时间内，跟踪天线能够根据跟踪预测数据控制天线波束指向最佳跟踪目标，实现空间目标的精准跟踪，以在跟踪 过程中采集到足够长度的、连续的辐射信号供后续工作研究。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部 分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的 不当限定。在附图中：
图1为本申请实施例中一种空间目标跟踪方法的流程示意图；
图2为本申请实施例中一种多个可观测空间目标的分布示意图；
图3为本申请实施例中一种最佳跟踪目标的飞行方向示意图；
图4为本申请实施例中一种跟踪过程示意图；
图5为本申请实施例中一种对空间目标进行跟踪的处理流程示意图；
图6为本申请实施例中一种利用跟踪系统对空间目标进行跟踪的示意 图；
图7为本申请实施例中信号采集器采集到的辐射信号的波形示意图；
图8为本申请实施例中一种空间目标跟踪装置的结构示意图；
图9为本申请实施例中一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体 实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描 述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中 的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有 其他实施例，都属于本申请保护的范围。
以下结合附图，详细说明本申请各实施例提供的技术方案。
本申请实施例提供了一种空间目标跟踪方法，如图1所示，提供了本申 请实施例中一种空间目标跟踪方法的流程示意图，所述方法至少包括如下的 步骤S110至步骤S140：
步骤S110，在跟踪时间之前获取TLE(Two Line Orbital Element，两行 式轨道参数)文件，所述TLE文件中包括多个空间目标的TLE轨道报。
地面的跟踪天线采集空间目标的辐射信号时，需要根据空间目标的空间 位置实时计算空间目标的方位角和俯仰角，跟踪天线不断调整天线波束的角 度来跟踪空间目标，以采集空间目标的辐射信号。
对于非合作的处于低轨道的空间目标，跟踪天线无法获知各个空间目标 的实时空间位置，进而无法调整天线波束的角度使其对准空间目标，导致跟 踪天线无法精准跟踪这些高速运动的空间目标，也无法采集到足够长度的辐 射信号。
本申请针对非合作的处于低轨道的空间目标无法利用现有跟踪天线进行 精确自动跟踪的问题，在跟踪时间之前从网络公开平台上获取多个空间目标 的TLE轨道报，基于SGP4(Simplified General Perturbations，中文译文为简 化常规摄动)模型的预测结果能够预测出每个空间目标在跟踪时间内的运行 轨迹，根据运行轨迹确定出具有最佳被跟踪条件的最佳跟踪目标，再基于 SGP4模型预测出该最佳跟踪目标在跟踪时间内的跟踪预测数据，以便于跟踪 天线基于跟踪预测数据对最佳跟踪目标进行自动跟踪与辐射信号采集。
其中，TLE轨道报是由美国和加拿大联合组件的北美放空司令部(North AmericanAerospace Defense Command，简记为NORAD)设计并提出的，用 于准确地观察和预测空间目标在轨道上的空间位置，监测平台自动生成已编 目的所有空间目标的TLE轨道报并上传到网络公开平台供人们下载。
步骤S120，将每个空间目标的TLE轨道报输入至SGP4模型中，根据 SGP4模型的预测结果得到每个空间目标的运行轨迹。
针对TLE轨道报，NORAD开发了SGP4模型，SGP4模型可以应用于轨 道周期小于225分钟的处于低轨道的空间目标。将每个空间目标的TLE轨道 报输入到SGP4模型，即可计算出每个空间目标在所述跟踪时间内的空间预测 位置和预测速度，基于空间预测位置和预测速度能够得到每个空间目标在跟 踪时间内的运行轨迹，运行轨迹的估计方法可以参考现有技术。
步骤S130，根据每个空间目标的运行轨迹确定出具有最佳被跟踪条件的 最佳跟踪目标，并获取所述最佳跟踪目标在所述跟踪时间内的跟踪预测数 据。
如前所述，现阶段处于低轨道的空间目标数量超过3000个，如何从众多 的空间目标中选择一个进行自动跟踪是一个难点。
基于该问题，本申请是判断每个空间目标的跟踪条件的好坏选择出具有 被跟踪条件的空间目标，其中最佳被跟踪条件是指跟踪天线在跟踪时间内能 够持续观测并持续跟踪的空间目标。经过研究发现，当空间目标经过跟踪天 线上方时，跟踪天线能够很好的跟踪该空间目标。因此，本实施例根据空间 目标的运行轨迹从众多空间目标中筛选出具有最大被跟踪条件的最佳跟踪目 标进行自动跟踪。
本申请中的跟踪预测数据包括控制天线波束指向的角度信息，例如包括 在各个跟踪时刻最佳跟踪目标至跟踪天线的方位角和俯仰角。
步骤S140，在所述跟踪时间内，根据所述跟踪预测数据控制跟踪天线的 天线波束指向所述最佳跟踪目标，采集所述最佳跟踪目标的辐射信号。
当跟踪天线的本地时间到达跟踪开始时间时，跟踪天线可以获取前述步 骤得到的第一姿态预测数据，根据第一姿态预测数据控制跟踪天线的天线波 束指向最佳跟踪目标，采集所述最佳跟踪目标的辐射信号。
基于图1所示的空间目标跟踪方法可知，本实施例是在跟踪时间之前获 取包括多个空间目标的TLE轨道报的TLE文件，通过将每个空间目标的TLE 轨道报输入至SGP4模型中，得到SGP4模型对每个空间目标的预测结果，基 于预测结果能够预测出每个空间目标的运行轨迹，进而根据每个空间目标的 运行轨迹能够从多个空间目标中确定出具有最佳被跟踪条件的最佳跟踪目 标，在确定出最佳跟踪目标之后，获得最佳跟踪目标的跟踪预测数据，这样 在跟踪时间内，跟踪天线能够根据跟踪预测数据控制天线波束指向最佳跟踪 目标，实现空间目标的精准跟踪，以在跟踪过程中采集到足够长度的、连续 的辐射信号供后续工作研究。
本实施例能够从众多的空间目标中筛选出具有最佳被跟踪条件的最佳跟 踪目标进行自动跟踪，并准确得到最佳跟踪目标在跟踪时间内的跟踪预测数 据，为跟踪天线控制其天线波束提供依据，保证跟踪天线能够精准地跟踪最 佳跟踪目标，也能够采集到足够长度的、连续的辐射信号供后续工作研究。
如前所述，跟踪预测数据中的方位角和俯仰角的预测精度对最佳跟踪目 标的自动跟踪尤为重要，精度过低将导致跟踪天线失去对最佳跟踪目标的跟 踪。因此，本实施例在跟踪时间之前获取TLE文件时，从TLE轨道报中获得 空间目标的轨道预报时间；根据所述轨道预报时间和所述跟踪时间，从网络 公开平台上获取满足时间约束条件的TLE文件。可选地，当轨道预报时间与 跟踪开始时间之间的时间间隔小于预设值时，确定该TLE轨道报满足时间约 束条件，当TLE文件中所有TLE轨道报均满足时间约束条件时确定该TLE 文件满足时间约束条件，这样能够保证获取到的TLE轨道报中的轨道参数尽 可能接近跟踪开始时间，提高跟踪预测数据的预测精度。
以下文一个具体的TLE轨道报的为例：
1 37933U 11069A 13021.76343888-.00000335 00000-0 10000-3 0 3064 237933 0.0563 256.4000 0001251 25.4253 219.8660 1.00274233 4398
根据NORAD规定的TLE轨道报的描述可知，第一行中第3-7字符位表 示空间目标的编号，每个空间目标被NORAD赋予唯一的编号，根据该编号 可以唯一表示每个空间目标。第一行中第19-20字符位表示轨道预报的TLE 纪元年的后两份，上例是2013年；第一行中第21-32字符位表示轨道预报的TLE纪元年的儒略日(Julian Day)，整数部分是一年中的第几日，小数部分 是当日的具体时间，上例是2013年1月21日18:19:21。而第二行描述了用于SGP4(Simplified General Perturbations，中文译文为简化常规摄动)模型的主 要参数。
因此，在从网络公开平台上获得TLE文件时，可以基于各个TLE轨道报 的第一行描述获得该TLE轨道报对应的空间目标和轨道预报的时间信息，基 于时间信息筛选出满足上述时间约束条件的TLE文件。
在运行轨迹预测过程中，基于各个空间目标的TLE轨道报的第一行描述 能够得到SGP4模型所需的轨道参数，将这些轨道参数输入到SGP4模型中， SGP4模型能够输出在跟踪时间内的观测时刻的空间预测位置和预测速度。需 要说明的是，为了提高计算效率，在轨迹预测过程中，应合理设置观测时刻 的时间间隔，例如在跟踪时间为15秒时，SGP4模型可以每隔3秒预测空间 目标的位置和速度，而在生成跟踪预测数据时，SGP4模型应每隔1秒预测最 佳跟踪目标的位置。也就是说，跟踪时间的观测时刻的时间间隔应大于跟踪 时刻。
在本申请的一个实施例中，根据每个空间目标的运行轨迹确定出具有最 佳被跟踪条件的最佳跟踪目标，包括：
获取跟踪天线的空间位置；根据所述跟踪天线的空间位置确定每个空间 目标的运行轨迹至所述跟踪天线的偏离量；根据每个空间目标的运行轨迹至 所述跟踪天线的偏离量，确定出所述最佳跟踪目标。
这里每个空间目标的运行轨迹至所述跟踪天线的偏离量可以理解为：运 行轨迹中待观测轨迹点至跟踪天线的法线偏离距离，偏离距离越大，该空间 目标的运行轨迹越偏离跟踪天线的跟踪方向，偏离距离越小，该空间目标的 运行轨迹越接近跟踪天线的跟踪方向。或者，预先设置跟踪天线对应的参考 轨迹点，此时本申请中的偏离量可以理解为：运行轨迹中待观测轨迹点至该 参考轨迹点之间的相对距离，相对距离越大，该空间目标的运行轨迹越偏离 跟踪天线的跟踪方向，相对距离越小，该空间目标的运行轨迹越接近跟踪天线的跟踪方向。
其中，待观测轨迹点为空间目标的运行轨迹上与跟踪天线的空间位置相 对应的轨迹点。
考虑到实际应用中，从网络公开平台上下载到的LTE文件中包括众多的 空间目标对应的LTE轨道报，为降低计算复杂度，提高计算效率，本申请可 以先从众多的空间目标中筛选出能够被跟踪天线观测到的可观测空间目标， 从可观测空间目标中筛选出最佳跟踪目标。
具体的，在根据每个空间目标的运行轨迹确定出具有最佳被跟踪条件的 最佳跟踪目标之前，获取每个空间目标与所述跟踪天线的相对距离，根据所 述相对距离从所述多个空间目标中确定出所述相对距离小于可观测距离阈值 的一个或多个可观测空间目标。
本实施例预先获得跟踪天线的空间位置，以及根据每个空间目标的TLE 轨道报和SGP4模型计算在跟踪时间[T0，Tn]内的空间预测位置，这里在跟踪 时间[T0，Tn]内的空间预测位置例如是在中间跟踪时刻(T0+Tn)/2的空间预 测位置，本实施例中，空间位置的表示形式包括由经度、纬度和高度描述的 三维空间表示形式。
在得到跟踪天线的空间位置和每个空间目标的空间预测位置之后，可以 根据两者之间的距离。在一些可选实施例中计算两者之间的相对欧式距离， 当该相对欧式距离小于可观测距离阈值D时，认为该空间目标能够被跟踪天 线观测到，当该相对欧式距离不小于可观测距离阈值D时，认为该空间目标 不能够被跟踪天线观测到。如图2所示，空间目标S1，S2和S3与跟踪天线 之间的相对欧式距离大于可观测距离阈值D，空间目标S4，S5和S6与跟踪 天线之间的相对欧式距离小于可观测距离阈值D，此时空间目标S4，S5和 S6为可观测空间目标。
这样，可以从所述一个或多个可观测空间目标中最佳跟踪目标，提高最 佳跟踪目标的计算效率。
在本申请的一个实施例中，根据每个空间目标的运行轨迹至所述跟踪天 线的偏离量，确定出所述最佳跟踪目标，包括：
获取每个空间目标的所述偏离量与预设偏离值的比较结果，预设偏离值 可以根据跟踪天线的跟踪方向进行设置；
若有一个空间目标的所述偏离量小于所述预设偏离值，确定该空间目标 为所述最佳跟踪目标；
若有多个空间目标的所述偏离量小于所述预设偏离值，根据该多个空间 目标的偏离量之间的差异确定所述最佳跟踪目标。
实际应用中，当有M(M>2，M为正整数)个空间目标的所述偏离量小 于所述预设偏离值时，这M个空间目标至跟踪天线的偏离量可能比较接近， 此时仅仅根据偏离量可能无法准确地从这M个空间目标中确定出最佳跟踪目 标。
基于此，在有M个空间目标的所述偏离量小于所述预设偏离值时，本实 施例还获得该M个空间目标的偏离量之间的差异，若该M个空间目标的偏离 量之间的差异大于预测差异值，表明基于偏离量能显著区分这M个空间目标 的运行轨迹，此时可以将偏离量最小的空间目标确定为所述最佳跟踪目标；
在M个空间目标的偏离量之间的差异不大于预测差异值，表明基于偏离 量无法显著区分这M个空间目标的运行轨迹，此时本实施例获取该M个空间 目标在中间跟踪时刻(T0+Tn)/2与所述跟踪天线的相对距离；或者，获取该 M个空间目标在中间跟踪时刻(T0+Tn)/2至所述跟踪天线的俯仰角；将与所 述跟踪天线的相对距离最小的空间目标确定为所述最佳跟踪目标，或者将至 所述跟踪天线的俯仰角最大的空间目标确定为所述最佳跟踪目标。
基于上述实施例能够从多个可观测空间目标中筛选出具有最佳被跟踪条 件的最佳跟踪目标，如图3所示，在可观测空间目标S4，S5和S6中，可观 测空间目标S4和S5的飞行方向未指向跟踪天线，而可观测空间目标S6的飞 行方向指向跟踪天线，因此，将可观测空间目标S6确定为最具空间目标进行 自动跟踪。
在确定出最佳跟踪目标之后，利用SGP4模型计算出该最佳跟踪目标在跟 踪时间[T0，Tn]内的各个跟踪时刻的空间预测位置，根据空间预测位置和跟踪 天线的空间位置，计算出最佳跟踪目标在各个跟踪时刻至跟踪天线的方位角 和俯仰角，将计算出的方位角和俯仰角整理成如下表的跟踪预测数据：
表1：跟踪预测数据
跟踪时刻(UTCG) 方位角(deg) 俯仰角(deg)
3 Nov 2021 07:45:00.000 231.585 41.187
3 Nov 2021 07:45:01.000 231.702 41.564
3 Nov 2021 07:45:02.000 231.822 41.946
3 Nov 2021 07:45:03.000 231.945 42.332
3 Nov 2021 07:45:04.000 232.071 42.722
3 Nov 2021 07:45:05.000 232.200 43.117
3 Nov 2021 07:45:06.000 232.332 43.516
3 Nov 2021 07:45:07.000 232.468 43.920
3 Nov 2021 07:45:08.000 232.607 44.328
3 Nov 2021 07:45:09.000 232.750 44.741
3 Nov 2021 07:45:10.000 232.897 45.158
3 Nov 2021 07:45:11.000 233.048 45.580
3 Nov 2021 07:45:12.000 233.203 46.007
3 Nov 2021 07:45:13.000 233.363 46.439
3 Nov 2021 07:45:14.000 233.527 46.875
参考上述表格，SGP4模型计算2021年11月3日协调世界时(UTCG， 即按照格里高利时间格式显示的协调世界时)时07:45:00至07:45:14每隔1 秒中最佳跟踪目标至跟踪天线的方位角和俯仰角，该跟踪数据文件包含3 列，第一列为各个跟踪时刻，第二列、第三列为最佳跟踪目标至跟踪天线的 方位角和俯仰角，方位角和俯仰角的单位为度(deg)。
本实施例中的跟踪天线主要由天线面、馈源、射频网络、波导、X-Y型 转台、天线控制单元以及三角支架等组成。跟踪方式为程序跟踪方式，如图4 所示，天线控制单元根据跟踪预测数据、GPS实时校准的时间、跟踪天线的 空间位置、天线面的当前方向与姿态等信息，计算出天线控制参数控制X-Y 型转台转动天线面，使天线波束实时对准并跟踪最佳跟踪目标，进行射频信 号的采集。
为便于理解本申请对空间目标跟踪方法，结合图5所述的跟踪系统和图6 所述的跟踪过程进行说明，本申请的计算器先从网络公开平台下载TLE文 件，利用TLE文件中的TLE轨道报基于SGP4模型计算出各个空间目标的空 间预测位置、预测速度等信息，根据各个空间目标的空间预测位置与跟踪天 线的空间位置，计算出各个空间目标与跟踪天线的相对欧式距离，将相对欧 式距离小于可观测距离阈值D的空间目标确定为可观测空间目标，并计算可 观测空间目标的飞行方向，并判断飞行方向是否指向跟踪天线，若指向跟踪天线，则确定出最佳跟踪目标。
一个具体实施例中，从网络公开平台下载非合作的处于低轨道的空间目 标的TLE文件(包含2032个空间目标)，设定跟踪天线的空间位置为：纬度 33°N，经度120°E，高度：0m，及可观测距离阈值D＝1200km，在跟踪时 间内，跟踪天线可以观测到的空间目标的数量为10个，分别是S1， S2，…S10，从这10个可观测空间目标中确定出可观测空间目标S3为最佳跟 踪目标。
计算器还利用SGP4模型预测最佳跟踪目标S3在跟踪时间(时长600 秒)的跟踪预测数据，跟踪天线通过网络交换机从计算器读取该跟踪预测数 据后进行等待，当跟踪天线的GPS时间与跟踪开始时间相同时，天线控制单 元根据跟踪预测数据中各个跟踪时刻的方位角、俯仰角计算出天线控制参 数，并控制转台转动天线面实时跟踪目标，同时，信号采集器接收指令进行 射频信号连续采集，得到如图7所示的射频信号。
需要说明的是，计算器可以内置于跟踪天线中，也可以如图6所示独立 于跟踪天线设置。
与前述实施例的空间目标跟踪方法同属于一个技术构思，本申请实施例 还提供了一种空间目标跟踪装置，用于实现前述实施例的空间目标跟踪方 法。
图8示出了根据本申请一个实施例的空间目标跟踪装置的结构示意图， 如图8所示，空间目标跟踪装置1100包括：TLE文件获取单元1110、运行轨 迹获取单元1120、跟踪目标确定单元1130和跟踪控制单元1140；
TLE文件获取单元1110，用于在跟踪时间之前获取两行式轨道参数TLE 文件，所述TLE文件中包括多个空间目标的TLE轨道报；
运行轨迹获取单元1120，用于将每个空间目标的TLE轨道报输入至简化 常规摄动SGP4模型中，根据所述SGP4模型的预测结果得到每个空间目标的 运行轨迹；
跟踪目标确定单元1130，用于根据每个空间目标的运行轨迹确定出具有 最佳被跟踪条件的最佳跟踪目标，并获取所述最佳跟踪目标在所述跟踪时间 内的跟踪预测数据；
跟踪控制单元1140，用于在所述跟踪时间内，根据所述跟踪预测数据控 制跟踪天线的天线波束指向所述最佳跟踪目标，采集所述最佳跟踪目标的辐 射信号。
在本申请的一个实施例中，跟踪目标确定单元1130，用于获取所述跟踪 天线的空间位置；根据所述跟踪天线的空间位置确定每个空间目标的运行轨 迹至所述跟踪天线的偏离量；根据每个空间目标的运行轨迹至所述跟踪天线 的偏离量，确定出所述最佳跟踪目标。
在本申请的一个实施例中，跟踪目标确定单元1130，还用于获取每个空 间目标的所述偏离量与预设偏离值的比较结果；若有一个空间目标的所述偏 离量小于所述预设偏离值，确定该空间目标为所述最佳跟踪目标；若有多个 空间目标的所述偏离量小于所述预设偏离值，根据该多个空间目标的偏离量 之间的差异确定所述最佳跟踪目标。
在本申请的一个实施例中，跟踪目标确定单元1130，具体用于若该多个 空间目标的偏离量之间的差异大于预测差异值，将偏离量最小的空间目标确 定为所述最佳跟踪目标；若该多个空间目标的偏离量之间的差异不大于预测 差异值，获取该多个空间目标在中间跟踪时刻与所述跟踪天线的相对距离； 或者，获取该多个空间目标在中间跟踪时刻至所述跟踪天线的俯仰角；将与 所述跟踪天线的相对距离最小的空间目标确定为所述最佳跟踪目标，或者将 至所述跟踪天线的俯仰角最大的空间目标确定为所述最佳跟踪目标。
在本申请的一个实施例中，空间目标跟踪装置1100还包括：空间目标筛 选单元，用于获取每个空间目标在所述跟踪时间内与所述跟踪天线的相对距 离；根据所述相对距离从所述多个空间目标中确定出所述相对距离小于可观 测距离阈值的一个或多个可观测空间目标。
在本申请的一个实施例中，跟踪目标确定单元1130还用于从所述一个或 多个可观测空间目标中确定所述最佳跟踪目标。
在本申请的一个实施例中，TLE文件获取单元1110，用于从TLE轨道报 中获得空间目标的轨道预报时间；根据所述轨道预报时间和所述跟踪时间， 从网络公开平台上获取满足时间约束条件的TLE文件。
能够理解，上述空间目标跟踪装置，能够实现前述实施例提供的空间目 标跟踪方法的各个步骤，关于空间目标跟踪方法的相关阐释均适用于空间目 标跟踪装置，此处不再赘述。
图9示出了根据本申请一个实施例一种电子设备示意图。请参考图9，在 硬件层面，该电子设备包括处理器和存储器，可选地还包括内部总线、网络 接口。其中，存储器可能包含内存，例如高速随机存取存储器(Random- Access Memory，RAM)，也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少1个磁盘存储器等。当然，该电子设备还可能包括其他业 务所需要的硬件。
处理器、接口模块、通信模块和存储器可以通过内部总线相互连接，该 内部总线可以是ISA(Industry Standard Architecture，工业标准体系结构)总 线、PCI(Peripheral Component Interconnect，外设部件互连标准)总线或 EISA(ExtendedIndustry Standard Architecture，扩展工业标准结构)总线等。 总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图9中仅用 一个双向箭头表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
存储器，用于存放计算机可执行指令。存储器通过内部总线向处理器提 供计算机可执行指令。
处理器，执行存储器所存放的计算机可执行指令，并具体用于实现以下 操作：
在跟踪时间之前获取两行式轨道参数TLE文件，所述TLE文件中包括多 个空间目标的TLE轨道报；
将每个空间目标的TLE轨道报输入至简化常规摄动SGP4模型中，根据 所述SGP4模型的预测结果得到每个空间目标的运行轨迹；
根据每个空间目标的运行轨迹确定出具有最佳被跟踪条件的最佳跟踪目 标，并获取所述最佳跟踪目标在所述跟踪时间内的跟踪预测数据；
在所述跟踪时间内，根据所述跟踪预测数据控制跟踪天线的天线波束指 向所述最佳跟踪目标，采集所述最佳跟踪目标的辐射信号。
上述如本申请图1所示实施例揭示的空间目标跟踪方法执行的功能可以 应用于处理器中，或者由处理器实现。处理器可能是一种集成电路芯片，具 有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器中的 硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。
本申请实施例还提出了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介 质存储一个或多个程序，该一个或多个程序当被处理器执行时，实现以下操 作：
在跟踪时间之前获取两行式轨道参数TLE文件，所述TLE文件中包括多 个空间目标的TLE轨道报；
将每个空间目标的TLE轨道报输入至简化常规摄动SGP4模型中，根据 所述SGP4模型的预测结果得到每个空间目标的运行轨迹；
根据每个空间目标的运行轨迹确定出具有最佳被跟踪条件的最佳跟踪目 标，并获取所述最佳跟踪目标在所述跟踪时间内的跟踪预测数据；
在所述跟踪时间内，根据所述跟踪预测数据控制跟踪天线的天线波束指 向所述最佳跟踪目标，采集所述最佳跟踪目标的辐射信号。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或 计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、 或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个 包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储 器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设 备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器 中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或 多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上， 使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的 处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图 一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定功能的步骤。
在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输 出接口、网络接口和内存。
内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器 (RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。内存是计算机可读介质的示例。
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由 任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、 程序的模块或其他数据。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电 脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排 他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包 括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过 程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句 “包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者 设备中还存在另外的相同要素。
应当理解，尽管在本发明可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种 信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼 此区分开。例如，在不脱离本发明范围的情况下，第一信息也可以被称为第 二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。
以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术 人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所 作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之 内。

Claims (10)

1.一种空间目标跟踪方法，其特征在于，所述方法包括：
在跟踪时间之前获取两行式轨道参数TLE文件，所述TLE文件中包括多个空间目标的TLE轨道报；
将每个空间目标的TLE轨道报输入至简化常规摄动SGP4模型中，根据所述SGP4模型的预测结果得到每个空间目标的运行轨迹；
根据每个空间目标的运行轨迹确定出具有最佳被跟踪条件的最佳跟踪目标，并获取所述最佳跟踪目标在所述跟踪时间内的跟踪预测数据；
在所述跟踪时间内，根据所述跟踪预测数据控制跟踪天线的天线波束指向所述最佳跟踪目标，采集所述最佳跟踪目标的辐射信号。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据每个空间目标的运行轨迹确定出具有最佳被跟踪条件的最佳跟踪目标，包括：
获取所述跟踪天线的空间位置；
根据所述跟踪天线的空间位置确定每个空间目标的运行轨迹至所述跟踪天线的偏离量；
根据每个空间目标的运行轨迹至所述跟踪天线的偏离量，确定出所述最佳跟踪目标。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据每个空间目标的运行轨迹至所述跟踪天线的偏离量，确定出所述最佳跟踪目标，包括：
获取每个空间目标的所述偏离量与预设偏离值的比较结果；
若有一个空间目标的所述偏离量小于所述预设偏离值，确定该空间目标为所述最佳跟踪目标；
若有多个空间目标的所述偏离量小于所述预设偏离值，根据该多个空间目标的偏离量之间的差异确定所述最佳跟踪目标。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，若有多个空间目标的所述偏离量小于所述预设偏离值，根据该多个空间目标的偏离量之间的差异确定所述最佳跟踪目标，包括：
若该多个空间目标的偏离量之间的差异大于预测差异值，将偏离量最小的空间目标确定为所述最佳跟踪目标；
若该多个空间目标的偏离量之间的差异不大于预测差异值，获取该多个空间目标在中间跟踪时刻与所述跟踪天线的相对距离；或者，获取该多个空间目标在中间跟踪时刻至所述跟踪天线的俯仰角；将与所述跟踪天线的相对距离最小的空间目标确定为所述最佳跟踪目标，或者将至所述跟踪天线的俯仰角最大的空间目标确定为所述最佳跟踪目标。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在根据每个空间目标的运行轨迹确定出具有最佳被跟踪条件的最佳跟踪目标之前，还包括：
获取每个空间目标在所述跟踪时间内与所述跟踪天线的相对距离；
根据所述相对距离从所述多个空间目标中确定出所述相对距离小于可观测距离阈值的一个或多个可观测空间目标。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据每个空间目标的运行轨迹确定出具有最佳被跟踪条件的最佳跟踪目标，包括：
从所述一个或多个可观测空间目标中确定所述最佳跟踪目标。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在跟踪时间之前获取TLE文件，包括：
从TLE轨道报中获得空间目标的轨道预报时间；
根据所述轨道预报时间和所述跟踪时间，从网络公开平台上获取满足时间约束条件的TLE文件。
8.一种空间目标跟踪装置，其特征在于，所述装置包括：
TLE文件获取单元，用于在跟踪时间之前获取两行式轨道参数TLE文件，所述TLE文件中包括多个空间目标的TLE轨道报；
运行轨迹获取单元，用于将每个空间目标的TLE轨道报输入至简化常规摄动SGP4模型中，根据所述SGP4模型的预测结果得到每个空间目标的运行轨迹；
跟踪目标确定单元，用于根据每个空间目标的运行轨迹确定出具有最佳被跟踪条件的最佳跟踪目标，并获取所述最佳跟踪目标在所述跟踪时间内的跟踪预测数据；
跟踪控制单元，用于在所述跟踪时间内，根据所述跟踪预测数据控制跟踪天线的天线波束指向所述最佳跟踪目标，采集所述最佳跟踪目标的辐射信号。
9.一种电子设备，其特征在于，包括：
处理器；以及
被安排成存储计算机可执行指令的存储器，所述可执行指令在被执行时使所述处理器执行所述权利要求1-7之任一所述方法。
10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储一个或多个程序，所述一个或多个程序当被处理器执行时，实现所述权利要求1-7之任一所述方法。
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