CN115343735B - 卫星测站跟踪系统及其计算方法、装置和存储介质 - Google Patents

卫星测站跟踪系统及其计算方法、装置和存储介质 Download PDF

Info

Publication number
CN115343735B
CN115343735B CN202211260640.7A CN202211260640A CN115343735B CN 115343735 B CN115343735 B CN 115343735B CN 202211260640 A CN202211260640 A CN 202211260640A CN 115343735 B CN115343735 B CN 115343735B
Authority
CN
China
Prior art keywords
circle
satellite
visible
time window
windows
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202211260640.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN115343735A (zh
Inventor
陈倩茹
吴新林
吴凌根
何镇武
吴琳琳
张琳娜
王丽颖
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Emposat Co Ltd
Original Assignee
Emposat Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Emposat Co Ltd filed Critical Emposat Co Ltd
Priority to CN202211260640.7A priority Critical patent/CN115343735B/zh
Publication of CN115343735A publication Critical patent/CN115343735A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN115343735B publication Critical patent/CN115343735B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/38—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system
    • G01S19/39—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system the satellite radio beacon positioning system transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/393—Trajectory determination or predictive tracking, e.g. Kalman filtering
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F16/00—Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor
    • G06F16/90—Details of database functions independent of the retrieved data types
    • G06F16/903—Querying
    • G06F16/90335—Query processing
    • G06F16/90348—Query processing by searching ordered data, e.g. alpha-numerically ordered data

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Databases & Information Systems (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Computational Linguistics (AREA)
  • Data Mining & Analysis (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radio Relay Systems (AREA)

Abstract

本发明涉及卫星测控技术领域，提供一种卫星测站跟踪的计算方法、装置、卫星测站跟踪系统和存储介质，该方法包括：确定所述卫星测站能够观测到所述卫星的时间窗口的上一圈次，记为上一可见圈次；基于所述上一可见圈次的时间窗口，利用二分搜索算法确定设定天数的每个可见圈次的时间窗口；基于设定天数的每个可见圈次的时间窗口，得到一组可见圈次的时间窗口，记为一组可观测窗口，并确定该一组可观测窗口的周期；根据该一组可观测窗口的周期，跳过不可观测窗口，确定下一组可观测窗口，以此，在所述卫星测站跟踪所述卫星的过程中，实现对可观测时间窗口的计算。本方案能够减少测站跟踪预报过程中的不必要的计算工作，提高计算效率。

Description

卫星测站跟踪系统及其计算方法、装置和存储介质
技术领域
本发明涉及卫星测控技术领域，涉及一种卫星测站跟踪的计算方法、装置、卫星测站跟踪系统和存储介质，特别是涉及一种近圆低轨卫星测站跟踪的优化计算方法、装置、卫星测站跟踪系统和存储介质。
背景技术
随着空间技术和航天技术的不断发展，人造卫星已经在通讯、气象、资源勘探、环境监测、导航定位、科学研究、军事等许多领域得到越来越广泛的应用。这些应用的一个基础前提是精确预报卫星的轨道，即卫星的位置和速度，否则无法获取卫星的观测数据。
测站跟踪技术，是通过设置在地面或深空的航天测控网，对空间目标的飞行轨道、飞行姿态等进行跟踪和测控的技术。应用测站跟踪技术，基于卫星轨道预报，计算卫星在未来时间的运行轨道，由此预报测站对该卫星的可见情况；其中，测站能见到卫星的条件之一是，卫星必须在测站所处的地平坐标系基本平面以上。而卫星必须在测站所处的地平坐标系基本平面以上的观测几何条件，为测站天线高度角可见；所以，实际基于卫星轨道预报时，考虑到卫星过站时测控作业过程的可靠性，工程中一般规定高度角必须大于给定角度的条件为观测几何条件。
低轨卫星一般指轨道高度低于2000km的卫星，处于该轨道的卫星，具有周期短的特征，一天可绕地球11到15圈。而测站对卫星的观测次数也可达6圈次以上，因此，测站需要频繁地根据轨道预报信息调整天线指向，实现测站跟踪。
相关方案中，在测站跟踪预报过程中，直接根据初步确定得到的测站可观测的时间窗口的起止点进行计算，得到最终确定的测站可观测的时间窗口，但存在较多的冗余计算，计算效率较低。
因此，亟需开发一种卫星测站跟踪的计算方法、装置、卫星测站跟踪系统和存储介质，以减少测站跟踪预报过程中的不必要的计算工作，提高计算效率。
发明内容
本发明的目的是提供一种卫星测站跟踪的计算方法、装置、卫星测站跟踪系统和存储介质，以解决在测站跟踪预报过程中由于存在较多的冗余计算而使得计算效率较低的问题，达到减少测站跟踪预报过程中的不必要的计算工作，提高计算效率的效果。
为解决上述技术问题，作为本发明的一个方面，提供了一种卫星测站跟踪的计算方法，包括如下步骤：
确定所述卫星测站能够观测到所述卫星的时间窗口的上一圈次，记为上一可见圈次；
基于所述上一可见圈次的时间窗口，利用二分搜索算法确定设定天数的每个可见圈次的时间窗口；
基于设定天数的每个可见圈次的时间窗口，得到一组可见圈次的时间窗口，记为一组可观测窗口，并确定该一组可观测窗口的周期；
根据该一组可观测窗口的周期，跳过不可观测窗口，确定下一组可观测窗口，以此，在所述卫星测站跟踪所述卫星的过程中，实现对可观测时间窗口的计算；所述不可观测窗口，是指不可见圈次的时间窗口。
根据本发明一示例实施方式，确定所述卫星测站能够观测到所述卫星的时间窗口的上一圈次，记为上一可见圈次，包括：
确定所述卫星测站能够观测到所述卫星的时间窗口的可见圈次是否有记录；
若所述卫星测站能够观测到所述卫星的时间窗口的可见圈次有记录，则以记录的可见圈次中距离当前时间最近的一次可见圈次，为所述卫星测站能够观测到所述卫星的时间窗口的上一可见圈次；
若所述卫星测站能够观测到所述卫星的时间窗口的可见圈次没有记录，则对所述卫星测站能够观测到所述卫星的时间窗口的可见圈次进行初始化，之后计算一圈次的所述卫星的轨道预报，确定所述卫星测站对所述卫星观测的时间窗口，将计算得到的所述卫星测站能够观测到所述卫星的时间窗口的首个圈次，作为所述卫星测站能够观测到所述卫星的时间窗口的上一可见圈次。
根据本发明一示例实施方式，基于所述上一可见圈次的时间窗口，利用二分搜索算法确定设定天数的每个可见圈次的时间窗口，包括：
基于所述上一可见圈次的时间窗口，判断自所述上一可见圈次开始的第i圈次是否为可见圈次；i为正整数；
若自所述上一可见圈次开始的第i圈次为可见圈次，则确定该可见圈次的估计时间窗口，在该可见圈次的估计时间窗口范围内利用二分搜索算法计算该可见圈次的窗口的起始时刻和结束时刻，以确定该可见圈次的时间窗口；
若自所述上一可见圈次开始的第i圈次为不可见圈次，则跳过在该不可见圈次下测站对所述卫星的仰角计算；
依次类推，得到设定数天的每个可见圈次的时间窗口；
其中，判断自所述上一可见圈次开始的第i圈次是否为可见圈次，包括：假设自所述上一可见圈次开始的第i圈次为可见圈次，计算自所述上一可见圈次开始的第i圈次的时间窗口的中间时刻的估计值，并确定在自所述上一可见圈次开始的第i圈次的时间窗口的中间时刻的估计值下测站对所述卫星的仰角：若在自所述上一可见圈次开始的第i圈次的时间窗口的中间时刻的估计值下测站对所述卫星的仰角大于测站跟踪的最小仰角，则确定自所述上一可见圈次开始的第i圈次为可见圈次；否则，确定自所述上一可见圈次开始的第i圈次为不可见圈次。
根据本发明一示例实施方式，基于所述上一可见圈次的时间窗口，利用二分搜索算法确定设定天数的每个可见圈次的时间窗口，还包括：
在自所述上一可见圈次开始的第i圈次为可见圈次的情况下，在确定该可见圈次的时间窗口之后，返回，以继续基于新的所述上一可见圈次的时间窗口，判断自所述上一可见圈次开始的第i圈次是否为可见圈次；
和/或，
在自所述上一可见圈次开始的第i圈次为不可见圈次的情况下，在跳过在该不可见圈次下测站对所述卫星的仰角计算之后，返回，以继续确定新的所述卫星测站能够观测到所述卫星的时间窗口的上一可见圈次；进而，继续基于所述上一可见圈次的时间窗口，判断自所述上一可见圈次开始的第i圈次是否为可见圈次。
根据本发明一示例实施方式，在自所述上一可见圈次开始的第i圈次为可见圈次的情况下，确定该可见圈次的估计时间窗口，包括：
将该可见圈次的上一圈次的时间窗口的中间时刻、以及所述卫星的周期的i倍的和，作为该可见圈次的时间窗口的中间时刻的估计值；
将该可见圈次的时间窗口的中间时刻的估计值、以及该卫星的时间窗口的跟踪时长的最大值的一半之差，以及该可见圈次的时间窗口的中间时刻的估计值、以及该卫星的时间窗口的跟踪时长的最大值的一半之和所在时间范围，确定为该可见圈次的估计时间窗口。
根据本发明一示例实施方式，在自所述上一可见圈次开始的第i圈次为可见圈次的情况下，确定该可见圈次的时间窗口，包括：
根据该可见圈次的估计时间窗口，利用二分搜索算法，计算该可见圈次的时间窗口的开始时间和结束时间，得到该可见圈次的时间窗口。
根据本发明一示例实施方式，根据该一组可观测窗口的周期，跳过不可观测窗口，确定下一组可观测窗口，包括：
根据该一组可观测窗口的周期，确定在相邻两组可观测窗口之间出现不可见圈次的时间窗口，记为不可观测窗口；并确定在相邻两组可观测窗口之间出现不可观测窗口的圈数；
在确定下一组可观测窗口的过程中，若出现不可观测窗口，则跳过所述不可观测窗口的圈数下测站对所述卫星的仰角计算。
作为本发明的第二个方面，本发明提供一种卫星测站跟踪的计算装置，包括：
计算单元，被配置为确定所述卫星测站能够观测到所述卫星的时间窗口的上一圈次，记为上一可见圈次；
所述计算单元，还被配置为基于所述上一可见圈次的时间窗口，利用二分搜索算法确定设定天数的每个可见圈次的时间窗口；
所述计算单元，还被配置基于设定天数的每个可见圈次的时间窗口，得到一组可见圈次的时间窗口，记为一组可观测窗口，并确定该一组可观测窗口的周期；
所述计算单元，还被配置根据该一组可观测窗口的周期，跳过不可观测窗口，确定下一组可观测窗口，以此，在所述卫星测站跟踪所述卫星的过程中，实现对可观测时间窗口的计算；所述不可观测窗口，是指不可见圈次的时间窗口。
作为本发明的第三个方面，本发明提供一种卫星测站跟踪系统，包括：以上所述的卫星测站跟踪的计算装置。
作为本发明的第四个方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，包括：所述存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述存储介质所在设备执行以上所述的卫星测站跟踪的计算方法。
本发明的有益效果是：
本发明的方法通过确定所述卫星测站能够观测到所述卫星的时间窗口的上一圈次，记为上一可见圈次；基于所述上一可见圈次的时间窗口，利用二分搜索算法确定设定天数的每个可见圈次的时间窗口；基于设定天数的每个可见圈次的时间窗口，得到一组可见圈次的时间窗口，记为一组可观测窗口，并确定该一组可观测窗口的周期；根据该一组可观测窗口的周期，跳过不可观测窗口，确定下一组可观测窗口，以此，在所述卫星测站跟踪所述卫星的过程中，实现对可观测时间窗口的计算，从而实现减少测站跟踪预报过程中的不必要的计算工作，提高计算效率。进一步地，本发明的方案，还利用二分搜索算法精确计算跟踪窗口，能避免根据初步确定得到的测站可观测的时间窗口的起止点进行星历加密和可观测性计算，以提高计算精度。
附图说明
图1示意性示出了某一测站对高度为500km的低轨近圆卫星的可观测窗口的分布图。
图2示意性示出了卫星测站跟踪的计算方法的一实施例的流程示意图。
图3示意性示出了方法中确定卫星测站能够观测到所述卫星的时间窗口的上一可见圈次的一实施例的流程示意图。
图4示意性示出了方法中利用二分搜索算法确定设定天数的每个可见圈次的时间窗口的一实施例的流程示意图。
图5示意性示出了方法中确定该可见圈次的估计时间窗口的一实施例的流程示意图。
图6示意性示出了方法中确定下一组可观测窗口的一实施例的流程示意图。
图7示意性出了一种低轨卫星测站跟踪优化计算方法的流程图。
图8示意性示出了最大可观测窗口情况下的测站与卫星的几何关系的轨迹图。
图9示意性示出了实际可观测窗口与估计可观测范围的关系的分布图。
图10示意性示出了二分搜索算法中确定窗口起止时刻的示意图。
具体实施方式
以下对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
相关方案中，卫星轨道预报算法主要是在建立相对精确的物理模型的基础上，主要分为解析法和数值法。对于已知卫星轨道的卫星，对卫星未来一段时间内的位置进行预测，卫星轨道预测方法的核心是求解微分方程的初值。
其中，解析法关注点主要在于尽量的精确化卫星动力学建模，使得得到的方程尽可能的接近于实际卫星在轨运动的方程，是一个优化模型的过程。常用的解析轨道模型是北美防空司令部提供的两条轨道根数（TLE）进行预测。数值法通过数值积分求解卫星在轨运行的状态方程，预报精度主要与数值积分算法的精度有关，可以通过对阶段误差的计算估计大致的预报精度。并且数值方法涉及到的动力学模型与预报使用的积分算法是独立的，预报精度受到模型精度的限制较小，能够做到高精度的轨道预测。
相关方案中，测站主要依据卫星的1分钟星历，将卫星的坐标转换成测站坐标系下的坐标，然后计算卫星在测站坐标系下的高度角；当卫星在测站坐标系下的高度角大于给定角度时，认为卫星可被测站观测到，从而初步确定测站可观测的时间窗口，然后再根据初步确定得到的测站可观测的时间窗口的起止点，加密与时间窗口的起止点邻近的星历数据（如1s），再计算加密星历的可观测性，最终确定测站可观测的时间窗口。其中，星历，是指在GPS测量中，天体运行随时间而变的精确位置或轨迹表，是时间的函数。
但是，相关方案存在较多的冗余计算，未考虑卫星运行的周期性特点，如低轨卫星的周期一般为1天11到16圈次，测站的可观测时间窗口的最大长度一般为8分钟以上，一天可观测4到9次，可见大部分的轨道预报数据都是不可见的，存在大量的冗余计算。而在卫星数据量日益增多的情况下，有必要减少不必要的计算工作，提升计算效率。
具体地，相关方案中，确定的可观测时间窗口的起止点的精度，由在时间窗口起止点邻近的星历数据的密度决定。以计算时间长口的起始时刻为例，根据1min星历，2022-01-01T10:00:00Z卫星在测站坐标系下的高度角大于起跟角（给定角度），09:59:00小于起跟角，那么可以初步确定可观测窗口的起始时刻在9:59至10:00之间，此时精度为1min。然后加密9:59至10:00预报的密度为1s，可以精确到1s。精度可以保证，但计算代价大，从1s到0.01s精度要增加计算最多比较100次高度角。
所以，本发明的方案，提供一种卫星测站跟踪的计算方法、装置、卫星测站跟踪系统和存储介质，具体是一种近圆低轨卫星测站跟踪的优化计算方法、装置、卫星测站跟踪系统和存储介质，以减少测站跟踪预报过程中的不必要的计算工作，提高计算效率。进一步地，本发明的方案，还能避免根据初步确定得到的测站可观测的时间窗口的起止点进行星历加密和可观测性计算，以提高计算精度。相比于相关方案，本发明的方案中的起止点是由高效的搜索算法得到的，以二分查找法为例，精度从1s提高到0.5s只要1次高度角计算比较，从1s到0.01s只要最多8次。
图1示意性示出了某一测站对高度为500Km的低轨近圆卫星的可观测窗口的分布图。对于低轨卫星和其跟踪可观测窗口，有如下五点特点和规律，具体也可以参见图1所示的例子。
第一点特点和规律：低轨卫星的运行周期在90分钟到130分钟之间，一天可绕地球11至16圈。
第二点特点和规律：低轨卫星测站的可观测时间窗口的最大长度一般为8分钟以上，一天可观测4到9次。
第三点特点和规律：由于测站的坐标在地球上保持不变，并且卫星的周期在一定时间内不会发生明显的变化，可以认为测站对卫星的可观测的时间窗口具有一定的周期性，且该测站对卫星的可观测的时间窗口的周期与卫星周期类似。其中，由于测站存在部分圈次无法观测的问题，这里所说的测站对卫星的可观测的时间窗口的周期，主要是指两个连续可观测圈次的时间窗口具有周期性。
第四点特点和规律：可观测窗口（即可观测的时间窗口）对应的卫星运行圈次有连续的特点，所以，将卫星运行圈次连续的可观测窗口定义其为一组可观测窗口。
第五点特点和规律：每组可观测窗口之间存在连续多圈不可观测圈次，且每组可观测窗口开始的观测圈次具有一定周期性。
因此，可以通过每组可观测窗口的周期性特点、以及近圆低轨卫星轨道特点，减少卫星轨道预报计算量，即减少测站跟踪预报过程中的不必要的计算工作，提高计算效率。
作为本发明的第一个实施方式，提供一种卫星测站跟踪的计算方法，如图2所示，包括：步骤S110至步骤S140。
在步骤S110处，在所述卫星测站跟踪所述卫星的过程中，在所述卫星测站观测所述卫星的情况下，确定所述卫星测站能够观测到所述卫星的时间窗口的上一圈次，记为上一可见圈次，如记为上一次（即最近）可见圈次（即可见时间窗口所对应的圈次）Qn。
在一些实施方式中，步骤S110中确定所述卫星测站能够观测到所述卫星的时间窗口的上一圈次，记为上一可见圈次的具体过程，可以参见以下示例性说明。
下面结合图3所示本发明的方法中确定卫星测站能够观测到所述卫星的时间窗口的上一可见圈次的一实施例流程示意图，进一步说明步骤S110中确定卫星测站能够观测到所述卫星的时间窗口的上一可见圈次的具体过程，包括：步骤S210至步骤S230。
步骤S210，确定所述卫星测站能够观测到所述卫星的时间窗口的可见圈次是否有记录。
步骤S220，若所述卫星测站能够观测到所述卫星的时间窗口的可见圈次有记录，则以记录的可见圈次中距离当前时间最近的一次可见圈次，为所述卫星测站能够观测到所述卫星的时间窗口的上一可见圈次。
步骤S230，若所述卫星测站能够观测到所述卫星的时间窗口的可见圈次没有记录，则对所述卫星测站能够观测到所述卫星的时间窗口的可见圈次进行初始化，之后计算一圈次的所述卫星的轨道预报，确定所述卫星测站对所述卫星观测的时间窗口，将计算得到的所述卫星测站能够观测到所述卫星的时间窗口的首个圈次，作为所述卫星测站能够观测到所述卫星的时间窗口的上一可见圈次。
为了减少重复计算量，本发明的方案，需要确定连续可观测圈次和连续不可观测圈次。下面以半长轴为a的低轨道卫星为例，对本发明的方案的具体实现过程进行示例性说明。
以半长轴为a的低轨道卫星为例，根据开普勒第三定律，半长轴为a的低轨道卫星的周期T为：
Figure 855746DEST_PATH_IMAGE001
。
其中，π为圆周率，a为低轨道卫星的半长轴的长度，M为地球质量，G为引力常量。半长轴是椭圆长轴的一半长，长轴是过焦点与椭圆相交的线段长。半长轴长即是行星离主星的平均距离。
图7示意性出了一种低轨卫星测站跟踪优化计算方法的流程图。如图7所示，本发明的方案的提出的一种低轨卫星测站跟踪优化计算方法，具体是一种近圆低轨卫星测站跟踪的优化计算方法，包括的步骤如下：
步骤S1、初始化计算可见圈次Q1和可观测窗口
Figure 465719DEST_PATH_IMAGE002
。
当不清楚上一次观测的时间窗口时，需要进行初始化计算工作。
具体地，本发明的方案中的低轨卫星测站跟踪优化计算方法，是根据上一个可观测窗口的中间时刻估算的下一个可观测窗口。但一开始是不知道这颗卫星对地面站是什么时候可见的，也就是不知道第一个可观测窗口。
为严谨起见，确定第一个可观测窗口的方法还是用相关方案中的方法，根据一定密度的星历，比如1min，开始计算每分钟卫星在测站坐标系下的高度角，和起跟角比较大小。高度角随时间增大，至某个时刻大于给定起跟角，该时刻为第一个窗口的起始时刻，再向后计算，当高度角减小至小于起跟角，此时为截止时刻。然后用二分搜索算法精确计算起止时刻。只有找到第一个可观测窗口是用传统方法，所有窗口精确确定起止时刻都可以用二分搜索算法，包括第一个可观测窗口。
首先计算一圈次的卫星轨道预报，采用相关方案中的方法确定测站对卫星观测的时间窗口，当该一圈次的时间窗口的无法观测时，则计算下一个圈次的时间窗口，直到计算得到的圈次的时间窗口能够被测站观测。其中，计算一圈次的卫星轨道预报中的预报，是指测站对卫星的仰角计算和比较，以下各处的预报也均是测站对卫星的仰角计算和比较。
进而，将能够观测到的首圈次数（即首个圈次）记为Q1，将首个圈次Q1的观测窗口记为
Figure 229275DEST_PATH_IMAGE003
至
Figure 532081DEST_PATH_IMAGE004
，则观测窗口的中间时刻
Figure 13877DEST_PATH_IMAGE005
为：
Figure 427541DEST_PATH_IMAGE006
。
其中，
Figure 311184DEST_PATH_IMAGE003
为首个圈次Q1的观测窗口的起始时刻，
Figure 784890DEST_PATH_IMAGE004
为首个圈次Q1的观测窗口的结束时刻。
在步骤S120处，基于所述上一可见圈次的时间窗口，利用二分搜索算法确定设定天数的每个可见圈次的时间窗口。
在一些实施方式中，步骤S120中基于所述上一可见圈次的时间窗口，利用二分搜索算法确定设定天数的每个可见圈次的时间窗口的具体过程，可以参见以下示例性说明。
下面结合图4所示本发明的方法中利用二分搜索算法确定设定天数的每个可见圈次的时间窗口的一实施例流程示意图，进一步说明步骤S120中利用二分搜索算法确定设定天数的每个可见圈次的时间窗口的具体过程，包括：步骤S310至步骤S340。
步骤S310，基于所述上一可见圈次的时间窗口，判断自所述上一可见圈次开始的第i圈次是否为可见圈次。i为正整数。
步骤S320，若自所述上一可见圈次开始的第i圈次为可见圈次，则确定该可见圈次的估计时间窗口，在所述卫星测站跟踪所述卫星的过程中，在该可见圈次的估计时间窗口范围内对所述卫星的轨道利用二分搜索算法计算该可见圈次的窗口的起始时刻和结束时刻，以确定该可见圈次的时间窗口。
步骤S330，若自所述上一可见圈次开始的第i圈次为不可见圈次，则在所述卫星测站跟踪所述卫星的过程中，跳过在该不可见圈次下测站对所述卫星的仰角计算。
在一些实施方式中，步骤S120中基于所述上一可见圈次的时间窗口，利用二分搜索算法确定设定天数的每个可见圈次的时间窗口，还包括：
步骤S340，依次类推，得到设定数天的每个可见圈次的时间窗口。
其中，步骤S310中，判断自所述上一可见圈次开始的第i圈次是否为可见圈次，包括：假设自所述上一可见圈次开始的第i圈次为可见圈次，计算自所述上一可见圈次开始的第i圈次的时间窗口的中间时刻的估计值，如
Figure 550721DEST_PATH_IMAGE007
，并确定在自所述上一可见圈次开始的第i圈次的时间窗口的中间时刻的估计值下测站对所述卫星的仰角：若在自所述上一可见圈次开始的第i圈次的时间窗口的中间时刻的估计值下测站对所述卫星的仰角大于测站跟踪的最小仰角，则确定自所述上一可见圈次开始的第i圈次为可见圈次；否则，确定自所述上一可见圈次开始的第i圈次为不可见圈次。
如图7所示，本发明的方案的提出的一种低轨卫星测站跟踪优化计算方法，具体是一种近圆低轨卫星测站跟踪的优化计算方法，还包括的步骤如下：
步骤S2、以上一次（即最近）可见圈次（即可见时间窗口所对应的圈次）Qn的时间窗口为基准，判断第Qn+i圈是否为可见圈次。
一般，在观测窗口中，卫星在一个可见圈次在测站坐标系下的高度角在观测窗口的中间时刻达到最大。所以，以最近一次可见圈次Qn的时间窗口为基准，其可观测窗口（即可见时间窗口或可观测时间窗口）为
Figure 502496DEST_PATH_IMAGE008
至
Figure 240645DEST_PATH_IMAGE009
，则观测窗口的中间时刻
Figure 885253DEST_PATH_IMAGE010
为：
Figure 341642DEST_PATH_IMAGE011
。
其中，
Figure 97109DEST_PATH_IMAGE008
为最近一次可见圈次Qn的时间窗口的起始时刻，
Figure 689764DEST_PATH_IMAGE009
为最近一次可见圈次Qn的时间窗口的结束时刻。
一般，
Figure 505273DEST_PATH_IMAGE012
。
其中，
Figure 448959DEST_PATH_IMAGE013
为下一圈次Qn+i的时间窗口的起始时刻，
Figure 804854DEST_PATH_IMAGE014
为下一圈次Qn+i的时间窗口的结束时刻。
那么，通过比较在该估计时刻（即下一圈次Qn+i的时间窗口的中间时刻的估计值）
Figure 517595DEST_PATH_IMAGE015
卫星的对应位置在测站坐标系下的高度角和给定高度角，即可判断该圈次是否为可见圈次。如果该估计时刻（即下一圈次Qn+i的时间窗口的中间时刻的估计值）
Figure 238426DEST_PATH_IMAGE016
卫星的对应位置在测站坐标系下的高度角大于给定高度，那么该圈次（即下一圈次Qn+i）为可见圈次，否则是不可见圈次。
步骤S3、如果任一个当前圈次Qm为可见圈次，那么：
在估计的时间窗口
Figure 669407DEST_PATH_IMAGE017
范围内使用二分搜索算法计算，确定可见圈次的时间窗口
Figure 766676DEST_PATH_IMAGE018
。也就是说，确定窗口起止时刻使用二分搜索算法计算。
m=n+i，且m、n、i均是正整数。
Figure 599503DEST_PATH_IMAGE019
为当前圈次Qm的时间窗口的起始时刻，
Figure 491236DEST_PATH_IMAGE020
为当前圈次Qm的时间窗口的结束时刻。
Figure 409513DEST_PATH_IMAGE021
为当前圈次Qm的时间窗口的中间时刻的估计值。
在步骤S2中，判断第Qn+i圈是否为可见圈次，包括：假设第Qn+i圈次为可见圈次，计算第Qn+i圈次的时间窗口的中间时刻的估计值，并在第Qn+i圈次的时间窗口的中间时刻的估计值下计算测站对所述卫星的仰角：若在第Qn+i圈次的时间窗口的中间时刻的估计值下测站对所述卫星的仰角大于测站跟踪的最小仰角，则确定第Qn+i圈次为可见圈次；否则，确定第Qn+i圈次为不可见圈次。
图8示意性示出了最大可观测窗口情况下的测站与卫星的几何关系的轨迹图。对于近圆轨道来说，偏心率近似于0，那么任意时刻的卫星高度可以看作一致，且卫星的运行速度也可以看作匀速。假设测站的最小仰角为0°，最大观测窗口若存在，测站对卫星的仰角为90°，此时的几何关系可以简化如图8所示。在图8所示的例子中，第一设定颜色点（如蓝点）表示卫星，第二设定颜色点（如红点）表示地面站，虚线表示地平面。最长的可观测窗口的卫星轨迹经过在测站坐标系下的仰角为90°的位置（正上方），就是从0°到90°再到0°的弧段。
此时观测窗口的跟踪时长达到最大值
Figure 310473DEST_PATH_IMAGE022
：
Figure 732227DEST_PATH_IMAGE023
。
其中，ω为卫星运行角速度，θ为在最大可观测弧段下，卫星过顶时刻位置和进站时刻的位置与地心连线的夹角；T为半长轴为a的低轨道卫星的周期；a为卫星半长轴，R为地球半径。
因为一般情况下，测站的起跟角（即测站跟踪的最小仰角）大于
Figure 60440DEST_PATH_IMAGE024
，且一个观测窗口内测站对卫星的最大仰角≤90°，所以观测窗口的时长达不到最大值。其中，测站会设置一个角度作为最小仰角，卫星在测站坐标系下的高度角（仰角）大于这个角度开始跟踪，这个开始跟踪的角度称为起跟角（即测站跟踪的最小仰角）。
步骤S4、如果任一个当前圈次Qm为不可见圈次，则跳过该圈次的轨道预报（即测站对卫星的仰角计算和比较）。
在一些实施方式中，步骤S120中基于所述上一可见圈次的时间窗口，利用二分搜索算法确定设定天数的每个可见圈次的时间窗口，还包括：基于步骤S320，在自所述上一可见圈次开始的第i圈次为可见圈次的情况下，在确定该可见圈次的时间窗口之后，返回，以继续基于新的所述上一可见圈次的时间窗口，判断自所述上一可见圈次开始的第i圈次是否为可见圈次。
在一些实施方式中，步骤S120中基于所述上一可见圈次的时间窗口，利用二分搜索算法确定设定天数的每个可见圈次的时间窗口，还包括：基于步骤S330，在自所述上一可见圈次开始的第i圈次为不可见圈次的情况下，在跳过在该不可见圈次下测站对所述卫星的仰角计算之后，返回，以继续确定新的所述卫星测站能够观测到所述卫星的时间窗口的上一可见圈次。进而，继续基于所述上一可见圈次的时间窗口，判断自所述上一可见圈次开始的第i圈次是否为可见圈次。
如图7所示，本发明的方案的提出的一种低轨卫星测站跟踪优化计算方法，具体是一种近圆低轨卫星测站跟踪的优化计算方法，还包括的步骤如下：
步骤S5、对数天（即设定天数）的每个圈次重复步骤S2、步骤S3、步骤S4，每次均以给定圈次的上一个可见圈次的时间窗口为基准，判断给定圈次是否为可见圈次。若给定圈次为可见圈次则计算指定窗口内的预报（即测站对卫星的仰角计算和比较），否则，跳过不可见圈次的预报（即测站对卫星的仰角计算和比较）。
在一些实施方式中，基于步骤S320，在自所述上一可见圈次开始的第i圈次为可见圈次的情况下，确定该可见圈次的估计时间窗口的具体过程，可以参见以下示例性说明。
下面结合图5所示本发明的方法中确定该可见圈次的估计时间窗口的一实施例流程示意图，进一步说明步骤S320中确定该可见圈次的估计时间窗口的具体过程，包括：步骤S410至步骤S420。
步骤S410，将该可见圈次的上一圈次的时间窗口的中间时刻、以及所述卫星的周期的i倍的和，作为该可见圈次的时间窗口的中间时刻的估计值。
步骤S420，将该可见圈次的时间窗口的中间时刻的估计值、以及该卫星的时间窗口的跟踪时长的最大值的一半之差，以及该可见圈次的时间窗口的中间时刻的估计值、以及该卫星的时间窗口的跟踪时长的最大值的一半之和所在时间范围，确定为该可见圈次的估计时间窗口。
如图7所示，在步骤S2中，由于测站对卫星的可观测的时间窗口具有一定的周期性，且周期与卫星的运行周期类似。若下一圈次Qn+i的观测窗口若存在，其观测窗口的中间时刻
Figure 200435DEST_PATH_IMAGE025
可以近似为：
Figure 905086DEST_PATH_IMAGE026
。
其中，该公式是根据上一个可见圈次的可观测窗口估计的，一般，该时刻在第m圈的实际可观测窗口
Figure 181346DEST_PATH_IMAGE027
内，估计的可观测窗口范围包含实际窗口。
Figure 680461DEST_PATH_IMAGE010
为最近一次可见圈次Qn的时间窗口的中间时刻，i为正整数、且表示最近一次可见圈次Qn之后的圈次，T为半长轴为a的低轨道卫星的周期。
图9示意性示出了实际可观测窗口与估计可观测范围的关系的分布图。实际可观测窗口
Figure 307751DEST_PATH_IMAGE027
，在
Figure 347251DEST_PATH_IMAGE028
内的分布位置，如图9所示。
如图7所示，在步骤S3中：
估计的时间窗口为
Figure 743597DEST_PATH_IMAGE017
。
其中，
Figure 413613DEST_PATH_IMAGE029
为当前圈次Qm的时间窗口在利用二分搜索算法计算时的开始时刻，
Figure 528200DEST_PATH_IMAGE030
为当前圈次Qm的时间窗口在利用二分搜索算法计算时的结束时刻，
Figure 309074DEST_PATH_IMAGE031
为当前圈次Qm的时间窗口的跟踪时长的最大值的一半。
在一些实施方式中，基于步骤S320，在自所述上一可见圈次开始的第i圈次为可见圈次的情况下，确定该可见圈次的时间窗口，包括：根据该可见圈次的估计时间窗口，利用二分搜索算法，计算该可见圈次的时间窗口的开始时间和结束时间，得到该可见圈次的时间窗口。
其中，二分搜索算法，具体可以是以确定开始时间为例，已知开始时间在以下范围内[
Figure 825506DEST_PATH_IMAGE032
，
Figure 666423DEST_PATH_IMAGE021
]，
Figure 268306DEST_PATH_IMAGE032
时刻对应测站高度角<起跟角，
Figure 852871DEST_PATH_IMAGE021
时刻对应测站高度角>起跟角。计算这个范围的中间时刻
Figure 958230DEST_PATH_IMAGE033
卫星在测站坐标系下的仰角，和起跟角比较，若>起跟角，开始时间可以确定在[
Figure 970048DEST_PATH_IMAGE032
，
Figure 793648DEST_PATH_IMAGE033
]范围内；若<起跟角，开始时间可以确定在[
Figure 181904DEST_PATH_IMAGE033
，
Figure 407349DEST_PATH_IMAGE021
]范围内，以此类推，直到这个范围达到预期精度。
如图7所示，在步骤S3中：
在估计的时间窗口
Figure 590068DEST_PATH_IMAGE017
内，进一步计算，即利用二分搜索算法精确计算时间窗口的开始时间和结束时间，确定更准确的时间窗口
Figure 166543DEST_PATH_IMAGE018
。
图10示意性示出了二分搜索算法中确定窗口起止时刻的示意图。图10可以显示根据估计的时间窗口精确计算起止时刻的步骤，其中数字1、2、3标注的是二分搜索算法的计算顺序。
其中，
Figure 889649DEST_PATH_IMAGE019
为更准确的时间窗口的起始时刻，
Figure 969600DEST_PATH_IMAGE020
为更准确的时间窗口的结束时刻。这样，因为二分搜索算法计算窗口起止时间，精度更高，所以，利用二分搜索算法精确计算跟踪窗口，计算量小，精度高。
在步骤S130处，基于设定天数的每个可见圈次的时间窗口，得到一组可见圈次的时间窗口，记为一组可观测窗口，并确定该一组可观测窗口的周期。
在步骤S140处，根据该一组可观测窗口的周期，跳过不可观测窗口，确定下一组可观测窗口，以此，在所述卫星测站跟踪所述卫星的过程中，实现对可观测时间窗口的计算。所述不可观测窗口，是指不可见圈次的时间窗口。
本发明的方案，提供一种近圆低轨卫星测站跟踪的优化计算方法，通过每组可观测窗口的周期性特点、以及近圆低轨卫星轨道特点，减少卫星轨道预报计算量，以减少测站跟踪预报过程中的不必要的计算工作，提高计算效率。
在一些实施方式中，步骤S140中根据该一组可观测窗口的周期，跳过不可观测窗口，确定下一组可观测窗口的具体过程，可以参见以下示例性说明。
下面结合图6所示本发明的方法中确定下一组可观测窗口的一实施例流程示意图，进一步说明步骤S140中确定下一组可观测窗口的具体过程，包括：步骤S510至步骤S520。
步骤S510，根据该一组可观测窗口的周期，确定在相邻两组可观测窗口之间出现不可见圈次的时间窗口，记为不可观测窗口。并确定在相邻两组可观测窗口之间出现不可观测窗口的圈数。
步骤S520，在确定下一组可观测窗口的过程中，若出现不可观测窗口，则在所述卫星测站跟踪所述卫星的过程中，跳过所述不可观测窗口的圈数下测站对所述卫星的仰角计算。
如图7所示，本发明的方案的提出的一种低轨卫星测站跟踪优化计算方法，具体是一种近圆低轨卫星测站跟踪的优化计算方法，还包括的步骤如下：
步骤S6、通过数天的计算预报，可以进一步分析一组可观测窗口的周期，如两组可观测窗口之间有7-8圈不可观测的圈次，那么就可以在出现不可观测圈次时，跳过7圈（避免发生遗漏），进一步减少计算量，从而减少测站跟踪预报过程中的不必要的计算工作，提高计算效率。这样，因为利用可观测窗口周期性出现的特点，减少不必要的轨道预报和对应位置的仰角计算，计算量小，从而实现测站跟踪的优化计算方法，减少不必要的轨道预报（即测站对卫星的仰角计算和比较）。
其中，避免发生遗漏，是指：对于两组可观测窗口之间有7-8圈不可观测的圈次的情况，但观测者不确定这两组可观测窗口之间的不可观测窗口的圈次数量具体是7次还是8次，如果认为这两组可观测窗口之间的不可观测窗口的圈次数量是7次，则在跳过8圈的时候就漏了一圈，所以取一个最小值即认为这两组可观测窗口之间的不可观测窗口的圈次数量是7次。
例如：
卫星轨道的TLE（Two-Line Element）两行数据（即第一行数据1和第二行数据2）如下：
1 16908U 86061A 22166.99314348 -.00000088 00000+0 68394-4 0 9993
2 16908 50.0106 323.5298 0011475 59.3158 86.2638 12.44496414298314
测站的数据如下：
Latitude（纬度）：44.56°；
Longitude（经度）：82.87°；
Altitude（海拔高度）：0m；
起跟角（即测站跟踪的最小仰角）：5°；
预报时段的数据如下：
From（即起始时刻）： 2022-06-16T00：00：00.000Z，
To（即结束时刻）： 2022-08-15T00：00：00.000Z，共60天。
计算结果：共找到386个跟踪窗口，窗口时间二分搜索算法精度达到0.001s，与STK（卫星工具包）仿真结果一致，未遗漏窗口。
可见，本发明的方案的提出的优化计算方法，精确窗口起止时间能够达到0.001s；而相关方案的计算方法，精确窗口起止时间只能达到1min，具体可以参见下表的说明：
Figure DEST_PATH_IMAGE034
综上，本发明的方案的提出的一种近圆低轨卫星测站跟踪的优化计算方法，利用了可观测窗口出现的周期性和低轨近圆卫星轨道特点，减少了不必要的轨道预报；利用差分计算窗口起止时间，精度高。
根据本发明的第二个实施方式，提供对应于卫星测站跟踪的计算方法的一种卫星测站跟踪的计算装置。该卫星测站跟踪的计算装置可以包括：计算单元。
其中，计算单元，被配置为在所述卫星测站跟踪所述卫星的过程中，在所述卫星测站观测所述卫星的情况下，确定所述卫星测站能够观测到所述卫星的时间窗口的上一圈次，记为上一可见圈次，如记为上一次（即最近）可见圈次（即可见时间窗口所对应的圈次）Qn。该计算单元的具体功能及处理参见步骤S110。
所述计算单元，还被配置为基于所述上一可见圈次的时间窗口，利用二分搜索算法确定设定天数的每个可见圈次的时间窗口。该计算单元的具体功能及处理还参见步骤S110。
所述计算单元，还被配置基于设定天数的每个可见圈次的时间窗口，得到一组可见圈次的时间窗口，记为一组可观测窗口，并确定该一组可观测窗口的周期。该计算单元的具体功能及处理还参见步骤S130。
所述计算单元，还被配置根据该一组可观测窗口的周期，跳过不可观测窗口，确定下一组可观测窗口，以此，在所述卫星测站跟踪所述卫星的过程中，实现对可观测时间窗口的计算；所述不可观测窗口，是指不可见圈次的时间窗口。该计算单元的具体功能及处理还参见步骤S140。
本发明的方案，提供一种近圆低轨卫星测站跟踪的优化计算方法，通过每组可观测窗口的周期性特点、以及近圆低轨卫星轨道特点，减少卫星轨道预报计算量，以减少测站跟踪预报过程中的不必要的计算工作，提高计算效率。
由于本实施例的装置所实现的处理及功能基本相应于前述方法的实施例、原理和实例，故本实施例的描述中未详尽之处，可以参见前述实施例中的相关说明，在此不做赘述。
根据本发明的第三个实施方式，还提供了对应于卫星测站跟踪的计算装置的一种卫星测站跟踪系统。该卫星测站跟踪系统可以包括：以上所述的卫星测站跟踪的计算装置。
由于本实施例的卫星测站跟踪系统所实现的处理及功能基本相应于前述装置的实施例、原理和实例，故本实施例的描述中未详尽之处，可以参见前述实施例中的相关说明，在此不做赘述。
根据本发明的第四个实施方式，还提供了对应于卫星测站跟踪的计算方法的一种存储介质，所述存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述存储介质所在设备执行以上所述的卫星测站跟踪的计算方法。
由于本实施例的存储介质所实现的处理及功能基本相应于前述方法的实施例、原理和实例，故本实施例的描述中未详尽之处，可以参见前述实施例中的相关说明，在此不做赘述。
综上，本领域技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种卫星测站跟踪的计算方法，其特征在于，包括如下步骤：
确定所述卫星测站能够观测到所述卫星的时间窗口的上一圈次，记为上一可见圈次；
基于所述上一可见圈次的时间窗口，利用二分搜索算法确定设定天数的每个可见圈次的时间窗口；
基于设定天数的每个可见圈次的时间窗口，得到一组可见圈次的时间窗口，记为一组可观测窗口，并确定该一组可观测窗口的周期；
根据该一组可观测窗口的周期，跳过不可观测窗口，确定下一组可观测窗口，以此，在所述卫星测站跟踪所述卫星的过程中，实现对可观测时间窗口的计算；所述不可观测窗口，是指不可见圈次的时间窗口。
2.根据权利要求1所述的卫星测站跟踪的计算方法，其特征在于，确定所述卫星测站能够观测到所述卫星的时间窗口的上一圈次，记为上一可见圈次，包括：
确定所述卫星测站能够观测到所述卫星的时间窗口的可见圈次是否有记录；
若所述卫星测站能够观测到所述卫星的时间窗口的可见圈次有记录，则以记录的可见圈次中距离当前时间最近的一次可见圈次，为所述卫星测站能够观测到所述卫星的时间窗口的上一可见圈次；
若所述卫星测站能够观测到所述卫星的时间窗口的可见圈次没有记录，则对所述卫星测站能够观测到所述卫星的时间窗口的可见圈次进行初始化，之后计算一圈次的所述卫星的轨道预报，确定所述卫星测站对所述卫星观测的时间窗口，将计算得到的所述卫星测站能够观测到所述卫星的时间窗口的首个圈次，作为所述卫星测站能够观测到所述卫星的时间窗口的上一可见圈次。
3.根据权利要求1所述的卫星测站跟踪的计算方法，其特征在于，基于所述上一可见圈次的时间窗口，利用二分搜索算法确定设定天数的每个可见圈次的时间窗口，包括：
基于所述上一可见圈次的时间窗口，判断自所述上一可见圈次开始的第i圈次是否为可见圈次；i为正整数；
若自所述上一可见圈次开始的第i圈次为可见圈次，则确定该可见圈次的估计时间窗口，在该可见圈次的估计时间窗口范围内对所述卫星的轨道利用二分搜索算法计算该可见圈次的窗口的起始时刻和结束时刻，以确定该可见圈次的时间窗口；
若自所述上一可见圈次开始的第i圈次为不可见圈次，则跳过在该不可见圈次下测站对所述卫星的仰角计算；
依次类推，得到设定数天的每个可见圈次的时间窗口；
其中，判断自所述上一可见圈次开始的第i圈次是否为可见圈次，包括：假设自所述上一可见圈次开始的第i圈次为可见圈次，计算自所述上一可见圈次开始的第i圈次的时间窗口的中间时刻的估计值，并确定在自所述上一可见圈次开始的第i圈次的时间窗口的中间时刻的估计值下测站对所述卫星的仰角：若在自所述上一可见圈次开始的第i圈次的时间窗口的中间时刻的估计值下测站对所述卫星的仰角大于测站跟踪的最小仰角，则确定自所述上一可见圈次开始的第i圈次为可见圈次；否则，确定自所述上一可见圈次开始的第i圈次为不可见圈次。
4.根据权利要求2所述的卫星测站跟踪的计算方法，其特征在于，基于所述上一可见圈次的时间窗口，利用二分搜索算法确定设定天数的每个可见圈次的时间窗口，还包括：
在自所述上一可见圈次开始的第i圈次为可见圈次的情况下，在确定该可见圈次的时间窗口之后，返回，以继续基于新的所述上一可见圈次的时间窗口，判断自所述上一可见圈次开始的第i圈次是否为可见圈次；
和/或，
在自所述上一可见圈次开始的第i圈次为不可见圈次的情况下，在跳过在该不可见圈次下测站对所述卫星的仰角计算之后，返回，以继续确定新的所述卫星测站能够观测到所述卫星的时间窗口的上一可见圈次；进而，继续基于所述上一可见圈次的时间窗口，判断自所述上一可见圈次开始的第i圈次是否为可见圈次。
5.根据权利要求3所述的卫星测站跟踪的计算方法，其特征在于，在自所述上一可见圈次开始的第i圈次为可见圈次的情况下，确定该可见圈次的估计时间窗口，包括：
将该可见圈次的上一圈次的时间窗口的中间时刻、以及所述卫星的周期的i倍的和，作为该可见圈次的时间窗口的中间时刻的估计值；
将该可见圈次的时间窗口的中间时刻的估计值、以及该卫星的时间窗口的跟踪时长的最大值的一半之差，以及该可见圈次的时间窗口的中间时刻的估计值、以及该卫星的时间窗口的跟踪时长的最大值的一半之和所在时间范围，确定为该可见圈次的估计时间窗口。
6.根据权利要求3至4中任一项所述的卫星测站跟踪的计算方法，其特征在于，在自所述上一可见圈次开始的第i圈次为可见圈次的情况下，确定该可见圈次的时间窗口，包括：
根据该可见圈次的估计时间窗口，利用二分搜索算法，计算该可见圈次的时间窗口的开始时间和结束时间，得到该可见圈次的时间窗口。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的卫星测站跟踪的计算方法，其特征在于，根据该一组可观测窗口的周期，跳过不可观测窗口，确定下一组可观测窗口，包括：
根据该一组可观测窗口的周期，确定在相邻两组可观测窗口之间出现不可见圈次的时间窗口，记为不可观测窗口；并确定在相邻两组可观测窗口之间出现不可观测窗口的圈数；
在确定下一组可观测窗口的过程中，若出现不可观测窗口，则跳过所述不可观测窗口的圈数下测站对所述卫星的仰角计算。
8.一种卫星测站跟踪的计算装置，其特征在于，包括：
计算单元，被配置为确定所述卫星测站能够观测到所述卫星的时间窗口的上一圈次，记为上一可见圈次；
所述计算单元，还被配置为基于所述上一可见圈次的时间窗口，利用二分搜索算法确定设定天数的每个可见圈次的时间窗口；
所述计算单元，还被配置基于设定天数的每个可见圈次的时间窗口，得到一组可见圈次的时间窗口，记为一组可观测窗口，并确定该一组可观测窗口的周期；
所述计算单元，还被配置根据该一组可观测窗口的周期，跳过不可观测窗口，确定下一组可观测窗口，以此，在所述卫星测站跟踪所述卫星的过程中，实现对可观测时间窗口的计算；所述不可观测窗口，是指不可见圈次的时间窗口。
9.一种卫星测站跟踪系统，其特征在于，包括：如权利要求8所述的卫星测站跟踪的计算装置。
10.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述存储介质所在设备执行权利要求1至7中任一项所述的卫星测站跟踪的计算方法。
CN202211260640.7A 2022-10-14 2022-10-14 卫星测站跟踪系统及其计算方法、装置和存储介质 Active CN115343735B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211260640.7A CN115343735B (zh) 2022-10-14 2022-10-14 卫星测站跟踪系统及其计算方法、装置和存储介质

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211260640.7A CN115343735B (zh) 2022-10-14 2022-10-14 卫星测站跟踪系统及其计算方法、装置和存储介质

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN115343735A CN115343735A (zh) 2022-11-15
CN115343735B true CN115343735B (zh) 2022-12-20

Family

ID=83957287

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202211260640.7A Active CN115343735B (zh) 2022-10-14 2022-10-14 卫星测站跟踪系统及其计算方法、装置和存储介质

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115343735B (zh)

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9767122B2 (en) * 2015-01-27 2017-09-19 Splunk Inc. Efficient point-in-polygon indexing technique to facilitate displaying geographic data
GB201603466D0 (en) * 2016-02-29 2016-04-13 Sci Tech Pob Ltd A tracking system
CN107608793B (zh) * 2017-09-13 2021-08-13 航天恒星科技有限公司 快速搜索的敏捷卫星任务规划方法
CN107831521B (zh) * 2017-10-16 2020-10-23 中国西安卫星测控中心 低轨卫星跟踪非轨道飞行高动态目标的窗口计算方法
CN110795214B (zh) * 2019-10-15 2022-08-09 航天恒星科技有限公司 一种遥感卫星自主任务筹划方法及装置
CN111651905A (zh) * 2020-07-09 2020-09-11 中国人民解放军国防科技大学 考虑时间依赖转换时间的敏捷卫星调度方法
CN112945241B (zh) * 2021-01-14 2022-07-29 中国人民解放军63921部队 一种基于观测窗口和跟踪弧段的卫星轨道评估方法
CN113962059A (zh) * 2021-08-26 2022-01-21 中国人民解放军国防科技大学 不相关并行机调度方法及其相关设备
CN115062416A (zh) * 2022-06-24 2022-09-16 上海交通大学 一种基于离散空间组合优化的回归轨道快速设计方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN115343735A (zh) 2022-11-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111721289B (zh) 自动驾驶中车辆定位方法、装置、设备、存储介质及车辆
Jae-Won Lever arm compensation for GPS/INS/odometer integrated system
CN112414413B (zh) 一种基于相对角动量的仅测角机动检测及跟踪方法
CN110221328A (zh) 一种组合导航方法和装置
CN107525502B (zh) 一种提高水下航行器惯性地形匹配导航平均精度的方法
CN111102981B (zh) 一种基于ukf的高精度卫星相对导航方法
CN111680462B (zh) 基于空间目标在光学相平面位置变化的制导方法和系统
CN110914711A (zh) 定位装置
CN111380557A (zh) 一种无人车全局路径规划方法及装置
CN112713922A (zh) 一种多波束通讯卫星的可见性快速预报算法
CN114018270A (zh) 一种中远程空间非合作目标轨道机动检测方法
Liu et al. Interacting multiple model UAV navigation algorithm based on a robust cubature Kalman filter
US11465782B2 (en) Systems and methods for autonomous deorbiting of a spacecraft
KR20160143438A (ko) 추측 항법 시스템에서의 밀결합 측위 방법 및 그 장치
CN115343735B (zh) 卫星测站跟踪系统及其计算方法、装置和存储介质
CN109827572B (zh) 一种检测车位置预测的方法及装置
CN111412919A (zh) 一种空间目标的初始轨道误差计算方法及装置
RU2617147C1 (ru) Способ начального ориентирования гироскопической навигационной системы для наземных подвижных объектов
CN113252039B (zh) 面向地形辅助导航的粒子群快速匹配方法
Yu et al. SINS/CNS nonlinear integrated navigation algorithm for hypersonic vehicle
CN105301609A (zh) 星历修正方法和装置
CN114001730A (zh) 融合定位方法、装置、计算机设备和存储介质
CN113916217A (zh) 一种基于分区平流层大气折射模型的星光定位方法
CN114660587A (zh) 基于Jerk模型的跳跃滑翔弹道目标跟踪方法及系统
WO2019023913A1 (en) SYSTEM AND METHOD FOR DETERMINING VEHICLE ORIENTATION

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant