CN115587504B - 空间目标碰撞预警方法、装置、电子设备及介质 - Google Patents

空间目标碰撞预警方法、装置、电子设备及介质 Download PDF

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CN115587504B CN202211486808.6A CN202211486808A CN115587504B CN 115587504 B CN115587504 B CN 115587504B CN 202211486808 A CN202211486808 A CN 202211486808A CN 115587504 B CN115587504 B CN 115587504B
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Abstract

本发明提供了一种空间目标碰撞预警方法、装置、电子设备及介质，包括：获取第一空间目标的轨道参数和第二空间目标的轨道参数；基于第一空间目标的轨道参数和第二空间目标的轨道参数，计算第一空间目标和第二空间目标在交会位置的地心距；基于地心距进行空间目标碰撞预警。本发明能够提高空间目标碰撞预警方法的通用性。

Description

空间目标碰撞预警方法、装置、电子设备及介质
技术领域
本发明涉及目标碰撞预警技术领域，尤其是涉及一种空间目标碰撞预警方法、装置、电子设备及介质。
背景技术
随着航空事业的快速发展，人类航天器的发射日渐增多，在地球外太空环境中就存在着数量庞大、种类繁多的空间目标。随着时间的推移，地球外太空轨道会越来越拥挤，可能会发生空间目标碰撞事件，因此，对空间环境的监测以及碰撞事件的预警尤为重要。目前，常见的空间目标碰撞预警方法大多是针对特定目标而设计的，不能变更使用场景，不具备通用性。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种空间目标碰撞预警方法、装置、电子设备及介质，能够提高空间目标碰撞预警方法的通用性。
为了实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：
第一方面，本发明实施例提供了一种空间目标碰撞预警方法，包括：获取第一空间目标的轨道参数和第二空间目标的轨道参数；基于第一空间目标的轨道参数和第二空间目标的轨道参数，计算第一空间目标和第二空间目标在交会位置的地心距；基于地心距进行空间目标碰撞预警。
在一种实施方式中，轨道参数包括：轨道半长轴、轨道偏心率、升交点赤经、轨道倾角和近地点辐角；基于第一空间目标的轨道参数和第二空间目标的轨道参数，计算第一空间目标和第二空间目标在交会位置的地心距，包括：基于第一空间目标的轨道参数和第二空间目标的轨道参数，计算第一空间目标在交会位置的北半球地心距和南半球地心距；基于第一空间目标的轨道参数和第二空间目标的轨道参数，计算第二空间目标在交会位置的北半球地心距和南半球地心距。
在一种实施方式中，基于第一空间目标的轨道参数和第二空间目标的轨道参数，计算第一空间目标在交会位置的北半球地心距和南半球地心距，包括：基于第一空间目标的轨道参数和第二空间目标的轨道参数，计算第一空间目标在交会位置的纬度辐角；基于第一空间目标的纬度辐角和轨道参数计算第一空间目标的北半球真近点角，并基于第一空间目标的北半球真近点角和轨道参数计算第一空间目标的南半球真近点角；基于第一空间目标的北半球真近点角和轨道参数计算第一空间目标的北半球地心距，以及基于第一空间目标的南半球真近点角和轨道参数计算第一空间目标的南半球地心距。
在一种实施方式中，基于第一空间目标的轨道参数和第二空间目标的轨道参数，计算第一空间目标在交会位置的纬度辐角，包括：按照以下公式计算第一空间目标在交会位置的纬度辐角：
Figure M_221114112650141_141038001
其中，
Figure M_221114112650205_205485001
为第一空间目标的纬度辐角，
Figure M_221114112650237_237268002
为第一空间目标的升交点赤经，
Figure M_221114112650268_268505003
为第二空间目标的升交点赤经，
Figure M_221114112650299_299731004
为第一空间目标的轨道倾角，
Figure M_221114112650315_315387005
为第二空间目标的轨道倾角；
基于第一空间目标的纬度辐角和轨道参数计算第一空间目标的北半球真近点角，包括：按照以下公式计算第一空间目标的北半球真近点角：
Figure M_221114112650346_346628001
其中，
Figure M_221114112650571_571225001
为第一空间目标的北半球真近点角，
Figure M_221114112650586_586847002
为第一空间目标的近地点辐角；
基于第一空间目标的北半球真近点角和轨道参数计算第一空间目标的南半球真近点角，包括：按照以下公式计算第一空间目标的南半球真近点角：
Figure M_221114112650620_620545001
其中，
Figure M_221114112650651_651800001
为第一空间目标的南半球真近点角，
Figure M_221114112650683_683042002
为圆周率；
基于第一空间目标的北半球真近点角和轨道参数计算第一空间目标的北半球地心距，包括：按照以下公式计算第一空间目标的北半球地心距：
Figure M_221114112650714_714303001
其中，
Figure M_221114112650761_761170001
为第一空间目标的北半球地心距，
Figure M_221114112650776_776830002
为第一空间目标的轨道半长轴，
Figure M_221114112650812_812407003
为第一空间目标的轨道偏心率；
基于第一空间目标的南半球真近点角和轨道参数计算第一空间目标的南半球地心距，包括：按照以下公式计算第一空间目标的南半球地心距：
Figure M_221114112650844_844182001
其中，
Figure M_221114112650875_875439001
为第一空间目标的南半球地心距。
在一种实施方式中，基于第一空间目标的轨道参数和第二空间目标的轨道参数，计算第二空间目标在交会位置的北半球地心距和南半球地心距，包括：基于第一空间目标的轨道参数和第二空间目标的轨道参数，计算第二空间目标在交会位置的纬度辐角；基于第二空间目标的纬度辐角和轨道参数计算第二空间目标的北半球真近点角，并基于第二空间目标的北半球真近点角和轨道参数计算第二空间目标的南半球真近点角；基于第二空间目标的北半球真近点角和轨道参数计算第二空间目标的北半球地心距，以及基于第二空间目标的南半球真近点角和轨道参数计算第二空间目标的南半球地心距。
在一种实施方式中，基于第一空间目标的轨道参数和第二空间目标的轨道参数，计算第二空间目标在交会位置的纬度辐角，包括：按照以下公式计算第二空间目标在交会位置的纬度辐角：
Figure M_221114112650906_906673001
其中，
Figure M_221114112650969_969167001
为第二空间目标的纬度辐角，
Figure M_221114112651017_017008002
为第一空间目标的升交点赤经，
Figure M_221114112651033_033150003
为第二空间目标的升交点赤经，
Figure M_221114112651064_064385004
为第一空间目标的轨道倾角，
Figure M_221114112651095_095649005
为第二空间目标的轨道倾角；
基于第二空间目标的纬度辐角和轨道参数计算第二空间目标的北半球真近点角，包括：按照以下公式计算第二空间目标的北半球真近点角：
Figure M_221114112651126_126879001
其中，
Figure M_221114112651158_158200001
为第二空间目标的北半球真近点角，
Figure M_221114112651189_189426002
为第一空间目标的近地点辐角；
基于第二空间目标的北半球真近点角和轨道参数计算第二空间目标的南半球真近点角，包括：按照以下公式计算第二空间目标的南半球真近点角：
Figure M_221114112651222_222621001
其中，
Figure M_221114112651253_253850001
为第二空间目标的南半球真近点角，
Figure M_221114112651285_285091002
为圆周率；
基于第二空间目标的北半球真近点角和轨道参数计算第二空间目标的北半球地心距，包括：按照以下公式计算第二空间目标的北半球地心距：
Figure M_221114112651300_300725001
其中，
Figure M_221114112651347_347619001
为第二空间目标的北半球地心距，
Figure M_221114112651411_411548002
为第二空间目标的轨道半长轴，
Figure M_221114112651427_427709003
为第二空间目标的轨道偏心率；
基于第二空间目标的南半球真近点角和轨道参数计算第二空间目标的南半球地心距，包括：按照以下公式计算第二空间目标的南半球地心距：
Figure M_221114112651458_458933001
其中，
Figure M_221114112651505_505815001
为第二空间目标的南半球地心距。
在一种实施方式中，基于地心距进行空间目标碰撞预警，包括：基于第一空间目标的北半球地心距和南半球地心距，以及第二空间目标的北半球地心距和南半球地心距，确定碰撞风险值；基于碰撞风险值判断第一空间目标和第二空间目标是否存在碰撞风险。
在一种实施方式中，基于第一空间目标的北半球地心距和南半球地心距，以及第二空间目标的北半球地心距和南半球地心距，确定碰撞风险值，包括：按照以下公式确定碰撞风险值：
Figure M_221114112651537_537071001
其中，
Figure M_221114112651583_583950001
为碰撞风险值，
Figure M_221114112651617_617999002
为最小预警阈值。
第二方面，本发明实施例提供了空间目标碰撞预警装置，包括：参数获取模块，用于获取第一空间目标的轨道参数和第二空间目标的轨道参数；计算模块，用于基于第一空间目标的轨道参数和第二空间目标的轨道参数，计算第一空间目标和第二空间目标在交会位置的地心距；预警模块，用于基于地心距进行空间目标碰撞预警。
第三方面，本发明实施例提供了一种电子设备，包括处理器和存储器，存储器存储有能够被处理器执行的计算机可执行指令，处理器执行计算机可执行指令以实现上述第一方面提供的任一项的方法的步骤。
本发明实施例带来了以下有益效果：
本发明实施例提供的上述空间目标碰撞预警方法、装置、电子设备及介质，首先，获取第一空间目标的轨道参数和第二空间目标的轨道参数；然后，基于第一空间目标的轨道参数和第二空间目标的轨道参数，计算第一空间目标和第二空间目标在交会位置的地心距；最后，基于地心距进行空间目标碰撞预警。上述方法根据空间目标的运行轨道，通过计算交会位置的距离来进行空间目标碰撞预警，上述方法根据距离进行预警，能够广泛应用于各种场景，提高了空间目标碰撞预警方法的通用性。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种空间目标碰撞预警方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的一种第一空间目标的地心距计算方法的流程图；
图3为本发明实施例提供的一种第二空间目标的地心距计算方法的流程图；
图4为本发明实施例提供的一种空间目标碰撞预警装置的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
目前，常见的空间目标碰撞预警方法大多是针对特定目标而设计的，不能变更使用场景，这些方法不具备广泛使用性，存在片面性、计算性能低、通用性差等问题。
基于此，本发明实施例提供的一种空间目标碰撞预警方法、装置、电子设备及介质，能够提高空间目标碰撞预警方法的通用性。
为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种空间目标碰撞预警方法进行详细介绍，该方法可以由电子设备执行，诸如智能手机、电脑、平板电脑等。参见图1所示的一种空间目标碰撞预警方法的流程图，示意出还方法主要包括以下步骤S101至步骤S103：
步骤S101：获取第一空间目标的轨道参数和第二空间目标的轨道参数。
在具体实施时，轨道参数至少包括：轨道半长轴、轨道偏心率、升交点赤经、轨道倾角和近地点辐角。
步骤S102：基于第一空间目标的轨道参数和第二空间目标的轨道参数，计算第一空间目标和第二空间目标在交会位置的地心距。
在一种实施方式中，首先，根据轨道参数分别计算第一空间目标和第二空间目标在交会位置的纬度辐角；然后，根据轨道参数和纬度辐角分别计算第一空间目标和第二空间目标的北半球真近点角和南半球真近点角；最后，根据轨道参数、北半球真近点角和南半球真近点角分别计算得到第一空间目标和第二空间目标的地心距，其中，地心距包括北半球地心距和南半球地心距。
步骤S103：基于地心距进行空间目标碰撞预警。
在一种实施方式中，可以预先设定最小预警阈值，将第一空间目标和第二空间目标的地心距与最小预警阈值进行比较，当地心距小于最小预警阈值时，则判断第一空间目标和第二空间目标可能会发生碰撞，进行空间目标碰撞预警，否则，不进行空间目标碰撞预警。
本发明实施例提供的上述空间目标碰撞预警方法，根据空间目标的运行轨道，通过计算交会位置的距离来进行空间目标碰撞预警，上述方法根据距离进行预警，能够广泛应用于各种场景，提高了空间目标碰撞预警方法的通用性。
在一种实施方式中，对于前述步骤S102，即在基于第一空间目标的轨道参数和第二空间目标的轨道参数，计算第一空间目标和第二空间目标在交会位置的地心距时，可以采用包括但不限于以下方式：基于第一空间目标的轨道参数和第二空间目标的轨道参数，计算第一空间目标在交会位置的北半球地心距和南半球地心距；基于第一空间目标的轨道参数和第二空间目标的轨道参数，计算第二空间目标在交会位置的北半球地心距和南半球地心距。
可选的，在基于第一空间目标的轨道参数和第二空间目标的轨道参数，计算第一空间目标在交会位置的北半球地心距和南半球地心距时，可以采用包括但不限于以下方式，参见图2所示，主要包括以下步骤S201至步骤S203：
步骤S201，基于第一空间目标的轨道参数和第二空间目标的轨道参数，计算第一空间目标在交会位置的纬度辐角。
在具体实施时，可以按照以下公式（1）计算第一空间目标在交会位置的纬度辐角：
Figure M_221114112651634_634719001
（1）
在公式（1）中，
Figure M_221114112651697_697218001
为第一空间目标的纬度辐角，
Figure M_221114112651728_728466002
为第一空间目标的升交点赤经，
Figure M_221114112651744_744109003
为第二空间目标的升交点赤经，
Figure M_221114112651775_775360004
为第一空间目标的轨道倾角，
Figure M_221114112651809_809015005
为第二空间目标的轨道倾角。
步骤S202，基于第一空间目标的纬度辐角和轨道参数计算第一空间目标的北半球真近点角，并基于第一空间目标的北半球真近点角和轨道参数计算第一空间目标的南半球真近点角。
在具体实施时，可以按照以下公式（2）计算第一空间目标的北半球真近点角：
Figure M_221114112651840_840786001
（2）
在公式（2）中，
Figure M_221114112651872_872033001
为第一空间目标的北半球真近点角，
Figure M_221114112651903_903285002
为第一空间目标的近地点辐角。
进一步，可以按照以下公式（3）计算第一空间目标的南半球真近点角：
Figure M_221114112651934_934535001
（3）
在公式（3）中，
Figure M_221114112651965_965789001
为第一空间目标的南半球真近点角，
Figure M_221114112651997_997007002
为圆周率。
步骤S203，基于第一空间目标的北半球真近点角和轨道参数计算第一空间目标的北半球地心距，以及基于第一空间目标的南半球真近点角和轨道参数计算第一空间目标的南半球地心距。
在具体实施时，可以按照以下公式（4）计算第一空间目标的北半球地心距：
Figure M_221114112652032_032667001
（4）
在公式（4）中，
Figure M_221114112652063_063937001
为第一空间目标的北半球地心距，
Figure M_221114112652095_095177002
为第一空间目标的轨道半长轴，
Figure M_221114112652126_126431003
为第一空间目标的轨道偏心率；
进一步，可以按照以下公式（5）计算第一空间目标的南半球地心距：
Figure M_221114112652157_157666001
（5）
在公式（5）中，
Figure M_221114112652207_207916001
为第一空间目标的南半球地心距。
可选的，在基于第一空间目标的轨道参数和第二空间目标的轨道参数，计算第二空间目标在交会位置的北半球地心距和南半球地心距时，可以采用包括但不限于以下方式，参见图3所示，主要包括以下步骤S301至步骤S303：
步骤S301，基于第一空间目标的轨道参数和第二空间目标的轨道参数，计算第二空间目标在交会位置的纬度辐角。
在具体实施时，可以按照以下公式（6）计算第二空间目标在交会位置的纬度辐角：
Figure M_221114112652224_224060001
（6）
在公式（6）中，
Figure M_221114112652302_302210001
为第二空间目标的纬度辐角，
Figure M_221114112652333_333431002
为第一空间目标的升交点赤经，
Figure M_221114112652380_380317003
为第二空间目标的升交点赤经，
Figure M_221114112652414_414503004
为第一空间目标的轨道倾角，
Figure M_221114112652446_446251005
为第二空间目标的轨道倾角。
步骤S302，基于第二空间目标的纬度辐角和轨道参数计算第二空间目标的北半球真近点角，并基于第二空间目标的北半球真近点角和轨道参数计算第二空间目标的南半球真近点角。
在具体实施时，可以按照以下公式（7）计算第二空间目标的北半球真近点角：
Figure M_221114112652477_477503001
（7）
在公式（7）中，
Figure M_221114112652524_524377001
为第二空间目标的北半球真近点角，
Figure M_221114112652555_555665002
为第一空间目标的近地点辐角；
进一步，可以按照以下公式（8）计算第二空间目标的南半球真近点角：
Figure M_221114112652586_586898001
（8）
在公式（8）中，
Figure M_221114112652621_621113001
为第二空间目标的南半球真近点角，
Figure M_221114112652652_652359002
为圆周率。
步骤S303，基于第二空间目标的北半球真近点角和轨道参数计算第二空间目标的北半球地心距，以及基于第二空间目标的南半球真近点角和轨道参数计算第二空间目标的南半球地心距。
在具体实施时，可以按照以下公式（9）计算第二空间目标的北半球地心距：
Figure M_221114112652683_683585001
（8）
在公式（9）中，
Figure M_221114112652730_730393001
为第二空间目标的北半球地心距，
Figure M_221114112652761_761722002
为第二空间目标的轨道半长轴，
Figure M_221114112652792_792944003
为第二空间目标的轨道偏心率；
进一步，可以按照以下公式（10）计算第二空间目标的南半球地心距：
Figure M_221114112652826_826104001
（10）
在公式（10）中，
Figure M_221114112652872_872970001
为第二空间目标的南半球地心距。
在一种实施方式中，对于前述步骤S103，即在基于地心距进行空间目标碰撞预警可以采用包括但不限于以下方式：
首先，基于第一空间目标的北半球地心距和南半球地心距，以及第二空间目标的北半球地心距和南半球地心距，确定碰撞风险值。
在具体实施时，可以按照以下公式（11）确定碰撞风险值：
Figure M_221114112652888_888627001
（11）
在公式（11）中，
Figure M_221114112652935_935515001
为碰撞风险值，
Figure M_221114112652966_966767002
为最小预警阈值。
然后，基于碰撞风险值判断第一空间目标和第二空间目标是否存在碰撞风险。
在具体实施时，
Figure M_221114112652998_998014001
为是否有碰撞风险的真/假值，如果
Figure M_221114112653034_034134002
中的最小值小于最小预警阈值，则
Figure M_221114112653065_065389003
为真，第一空间目标和第二空间目标具有碰撞风险，进行空间目标碰撞预警；如果
Figure M_221114112653112_112262004
中的最小值不小于最小预警阈值，则
Figure M_221114112653143_143517005
为假，第一空间目标和第二空间目标不具有碰撞风险，不进行空间目标碰撞预警。
需要说明的是，在空间目标运行时，公式（1）至公式（11）中所用变量会不停的发生变化，因此，当第一空间目标和第二空间目标中任意一个目标的轨迹发生变化时即进行一次上述流程的计算，变化过程中若有碰撞风险即发生碰撞预警。
本发明实施例提供的上述空间目标碰撞预警方法，根据控件目标的运行轨迹进行碰撞预警的预测，根据轨道参数计算两个空间目标在交会位置的距离，在距离小于最小预警阈值时进行碰撞预警，重复多次两两预测计算行为，可以达到预测多个空间目标的碰撞预警目的。上述方法根据距离进行预警，能够广泛应用于各种场景，提高了空间目标碰撞预警方法的通用性。
对于前述空间目标碰撞预警方法，本发明实施例还提供了一种空间目标碰撞预警装置，参见图4所示的一种空间目标碰撞预警装置的结构示意图，示意出该装置主要包括以下部分：
参数获取模块401，用于获取第一空间目标的轨道参数和第二空间目标的轨道参数。
计算模块402，用于基于第一空间目标的轨道参数和第二空间目标的轨道参数，计算第一空间目标和第二空间目标在交会位置的地心距。
预警模块403，用于基于地心距进行空间目标碰撞预警。
本发明实施例提供的上述空间目标碰撞预警装置，根据空间目标的运行轨道，通过计算交会位置的距离来进行空间目标碰撞预警，上述装置根据距离进行预警，能够广泛应用于各种场景，提高了空间目标碰撞预警方法的通用性。
在一种实施方式中，轨道参数包括：轨道半长轴、轨道偏心率、升交点赤经、轨道倾角和近地点辐角；上述计算模块402进一步还用于：基于第一空间目标的轨道参数和第二空间目标的轨道参数，计算第一空间目标在交会位置的北半球地心距和南半球地心距；基于第一空间目标的轨道参数和第二空间目标的轨道参数，计算第二空间目标在交会位置的北半球地心距和南半球地心距。
在一种实施方式中，上述计算模块402进一步还包括：纬度辐角计算单元，用于基于第一空间目标的轨道参数和第二空间目标的轨道参数，计算第一空间目标在交会位置的纬度辐角；
真近点角计算单元，用于基于第一空间目标的纬度辐角和轨道参数计算第一空间目标的北半球真近点角，并基于第一空间目标的北半球真近点角和轨道参数计算第一空间目标的南半球真近点角；
地心距计算单元，用于基于第一空间目标的北半球真近点角和轨道参数计算第一空间目标的北半球地心距，以及基于第一空间目标的南半球真近点角和轨道参数计算第一空间目标的南半球地心距。
在一种实施方式中，上述纬度辐角计算单元进一步还用于：按照以下公式计算第一空间目标在交会位置的纬度辐角：
Figure M_221114112653174_174754001
其中，
Figure M_221114112653226_226013001
为第一空间目标的纬度辐角，
Figure M_221114112653257_257288002
为第一空间目标的升交点赤经，
Figure M_221114112653288_288534003
为第二空间目标的升交点赤经，
Figure M_221114112653319_319786004
为第一空间目标的轨道倾角，
Figure M_221114112653351_351068005
为第二空间目标的轨道倾角；
上述真近点角计算单元进一步还用于：按照以下公式计算第一空间目标的北半球真近点角：
Figure M_221114112653382_382290001
其中，
Figure M_221114112653504_504836001
为第一空间目标的北半球真近点角，
Figure M_221114112653536_536082002
为第一空间目标的近地点辐角；
上述真近点角计算单元进一步还用于：按照以下公式计算第一空间目标的南半球真近点角：
Figure M_221114112653567_567350001
其中，
Figure M_221114112653598_598567001
为第一空间目标的南半球真近点角，
Figure M_221114112653623_623937002
为圆周率；
上述地心距计算单元进一步还用于：按照以下公式计算第一空间目标的北半球地心距：
Figure M_221114112653664_664485001
其中，
Figure M_221114112653695_695763001
为第一空间目标的北半球地心距，
Figure M_221114112653726_726999002
为第一空间目标的轨道半长轴，
Figure M_221114112653758_758241003
为第一空间目标的轨道偏心率；
上述地心距计算单元进一步还用于：按照以下公式计算第一空间目标的南半球地心距：
Figure M_221114112653789_789507001
其中，
Figure M_221114112653843_843682001
为第一空间目标的南半球地心距。
在一种实施方式中，上述纬度辐角计算单元进一步还用于：基于第一空间目标的轨道参数和第二空间目标的轨道参数，计算第二空间目标在交会位置的纬度辐角；
上述真近点角计算单元进一步还用于：基于第二空间目标的纬度辐角和轨道参数计算第二空间目标的北半球真近点角，并基于第二空间目标的北半球真近点角和轨道参数计算第二空间目标的南半球真近点角；
上述地心距计算单元进一步还用于：基于第二空间目标的北半球真近点角和轨道参数计算第二空间目标的北半球地心距，以及基于第二空间目标的南半球真近点角和轨道参数计算第二空间目标的南半球地心距。
在一种实施方式中，上述纬度辐角计算单元进一步还用于：按照以下公式计算第二空间目标在交会位置的纬度辐角：
Figure M_221114112653874_874482001
其中，
Figure M_221114112653921_921812001
为第二空间目标的纬度辐角，
Figure M_221114112654087_087855002
为第一空间目标的升交点赤经，
Figure M_221114112654181_181604003
为第二空间目标的升交点赤经，
Figure M_221114112654214_214756004
为第一空间目标的轨道倾角，
Figure M_221114112654230_230895005
为第二空间目标的轨道倾角；
上述真近点角计算单元进一步还用于：按照以下公式计算第二空间目标的北半球真近点角：
Figure M_221114112654262_262153001
其中，
Figure M_221114112654293_293434001
为第二空间目标的北半球真近点角，
Figure M_221114112654324_324676002
为第一空间目标的近地点辐角；
上述真近点角计算单元进一步还用于：按照以下公式计算第二空间目标的南半球真近点角：
Figure M_221114112654371_371513001
其中，
Figure M_221114112654405_405675001
为第二空间目标的南半球真近点角，
Figure M_221114112654437_437460002
为圆周率；
上述地心距计算单元进一步还用于：按照以下公式计算第二空间目标的北半球地心距：
Figure M_221114112654484_484356001
其中，
Figure M_221114112654515_515563001
为第二空间目标的北半球地心距，
Figure M_221114112654546_546862002
为第二空间目标的轨道半长轴，
Figure M_221114112654578_578091003
为第二空间目标的轨道偏心率；
上述地心距计算单元进一步还用于：按照以下公式计算第二空间目标的南半球地心距：
Figure M_221114112654612_612700001
其中，
Figure M_221114112654660_660132001
为第二空间目标的南半球地心距。
在一种实施方式中，上述预警模块403进一步还用于：基于第一空间目标的北半球地心距和南半球地心距，以及第二空间目标的北半球地心距和南半球地心距，确定碰撞风险值；基于碰撞风险值判断第一空间目标和第二空间目标是否存在碰撞风险。
在一种实施方式中，上述预警模块403进一步还用于：按照以下公式确定碰撞风险值：
Figure M_221114112654691_691385001
其中，
Figure M_221114112654738_738247001
为碰撞风险值，
Figure M_221114112654769_769474002
为最小预警阈值。
本发明实施例所提供的装置，其实现原理及产生的技术效果和前述方法实施例相同，为简要描述，装置实施例部分未提及之处，可参考前述方法实施例中相应内容。
需要说明的是，本发明实施中提供的具体数值，仅为是示例性的，在此不做限定。
本发明实施例还提供了一种电子设备，具体的，该电子设备包括处理器和存储装置；存储装置上存储有计算机程序，计算机程序在被处理器运行时执行如上实施方式的任一项所述的方法。
图5为本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图，该电子设备100包括：处理器50，存储器51，总线52和通信接口53，所述处理器50、通信接口53和存储器51通过总线52连接；处理器50用于执行存储器51中存储的可执行模块，例如计算机程序。
其中，存储器51可能包含高速随机存取存储器（RAM，Random Access Memory），也可能还包括非不稳定的存储器（non-volatile memory），例如至少一个磁盘存储器。通过至少一个通信接口53（可以是有线或者无线）实现该系统网元与至少一个其他网元之间的通信连接，可以使用互联网，广域网，本地网，城域网等。
总线52可以是ISA总线、PCI总线或EISA总线等。所述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5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。
其中，存储器51用于存储程序，所述处理器50在接收到执行指令后，执行所述程序，前述本发明实施例任一实施例揭示的流过程定义的装置所执行的方法可以应用于处理器50中，或者由处理器50实现。
处理器50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50中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器50可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital SignalProcessing，简称DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本发明实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器51，处理器50读取存储器51中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。
本发明实施例所提供的可读存储介质的计算机程序产品，包括存储了程序代码的计算机可读存储介质，所述程序代码包括的指令可用于执行前面方法实施例中所述的方法，具体实现可参见前述方法实施例，在此不再赘述。
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、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：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，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，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所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种空间目标碰撞预警方法，其特征在于，包括：
获取第一空间目标的轨道参数和第二空间目标的轨道参数；
基于所述第一空间目标的轨道参数和所述第二空间目标的轨道参数，计算所述第一空间目标和所述第二空间目标在交会位置的地心距；
基于所述地心距进行空间目标碰撞预警；
基于所述第一空间目标的轨道参数和所述第二空间目标的轨道参数，计算所述第一空间目标和所述第二空间目标在交会位置的地心距，包括：基于所述第一空间目标的轨道参数和所述第二空间目标的轨道参数，计算所述第一空间目标在交会位置的北半球地心距和南半球地心距；基于所述第一空间目标的轨道参数和所述第二空间目标的轨道参数，计算所述第二空间目标在交会位置的北半球地心距和南半球地心距；
基于所述第一空间目标的轨道参数和所述第二空间目标的轨道参数，计算所述第一空间目标在交会位置的北半球地心距和南半球地心距，包括：基于所述第一空间目标的轨道参数和所述第二空间目标的轨道参数，计算所述第一空间目标在所述交会位置的纬度辐角；基于所述第一空间目标的纬度辐角和轨道参数计算所述第一空间目标的北半球真近点角，并基于所述第一空间目标的北半球真近点角和轨道参数计算所述第一空间目标的南半球真近点角；基于所述第一空间目标的北半球真近点角和轨道参数计算所述第一空间目标的北半球地心距，以及基于所述第一空间目标的南半球真近点角和轨道参数计算所述第一空间目标的南半球地心距。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述轨道参数包括：轨道半长轴、轨道偏心率、升交点赤经、轨道倾角和近地点辐角。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述第一空间目标的轨道参数和所述第二空间目标的轨道参数，计算所述第一空间目标在所述交会位置的纬度辐角，包括：
按照以下公式计算所述第一空间目标在所述交会位置的纬度辐角：
Figure QLYQS_1
其中，u 1为所述第一空间目标的纬度辐角，Ω1为所述第一空间目标的升交点赤经，Ω2为所述第二空间目标的升交点赤经，i 1为所述第一空间目标的轨道倾角，i 2为所述第二空间目标的轨道倾角；
基于所述第一空间目标的纬度辐角和轨道参数计算所述第一空间目标的北半球真近点角，包括：
按照以下公式计算所述第一空间目标的北半球真近点角：
Figure QLYQS_2
其中，f 1n 为所述第一空间目标的北半球真近点角，ω 1为所述第一空间目标的近地点辐角；
基于所述第一空间目标的北半球真近点角和轨道参数计算所述第一空间目标的南半球真近点角，包括：
按照以下公式计算所述第一空间目标的南半球真近点角：
Figure QLYQS_3
其中，f 1s 为所述第一空间目标的南半球真近点角，π为圆周率；
基于所述第一空间目标的北半球真近点角和轨道参数计算所述第一空间目标的北半球地心距，包括：
按照以下公式计算所述第一空间目标的北半球地心距：
Figure QLYQS_4
其中，r 1n 为所述第一空间目标的北半球地心距，α 1为所述第一空间目标的轨道半长轴，e 1为所述第一空间目标的轨道偏心率；
基于所述第一空间目标的南半球真近点角和轨道参数计算所述第一空间目标的南半球地心距，包括：
按照以下公式计算所述第一空间目标的南半球地心距：
Figure QLYQS_5
其中，r 1s 为所述第一空间目标的南半球地心距。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，基于所述第一空间目标的轨道参数和所述第二空间目标的轨道参数，计算所述第二空间目标在交会位置的北半球地心距和南半球地心距，包括：
基于所述第一空间目标的轨道参数和所述第二空间目标的轨道参数，计算所述第二空间目标在所述交会位置的纬度辐角；
基于所述第二空间目标的纬度辐角和轨道参数计算所述第二空间目标的北半球真近点角，并基于所述第二空间目标的北半球真近点角和轨道参数计算所述第二空间目标的南半球真近点角；
基于所述第二空间目标的北半球真近点角和轨道参数计算所述第二空间目标的北半球地心距，以及基于所述第二空间目标的南半球真近点角和轨道参数计算所述第二空间目标的南半球地心距。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，基于所述第一空间目标的轨道参数和所述第二空间目标的轨道参数，计算所述第二空间目标在所述交会位置的纬度辐角，包括：
按照以下公式计算所述第二空间目标在所述交会位置的纬度辐角：
Figure QLYQS_6
其中，u 2为所述第二空间目标的纬度辐角，Ω1为所述第一空间目标的升交点赤经，Ω2为所述第二空间目标的升交点赤经，i 1为所述第一空间目标的轨道倾角，i 2为所述第二空间目标的轨道倾角；
基于所述第二空间目标的纬度辐角和轨道参数计算所述第二空间目标的北半球真近点角，包括：
按照以下公式计算所述第二空间目标的北半球真近点角：
Figure QLYQS_7
其中，f 2n 为所述第二空间目标的北半球真近点角，ω 2为所述第一空间目标的近地点辐角；
基于所述第二空间目标的北半球真近点角和轨道参数计算所述第二空间目标的南半球真近点角，包括：
按照以下公式计算所述第二空间目标的南半球真近点角：
Figure QLYQS_8
其中，f 2s 为所述第二空间目标的南半球真近点角，π为圆周率；
基于所述第二空间目标的北半球真近点角和轨道参数计算所述第二空间目标的北半球地心距，包括：
按照以下公式计算所述第二空间目标的北半球地心距：
Figure QLYQS_9
其中，r 2n 为所述第二空间目标的北半球地心距，α 2为所述第二空间目标的轨道半长轴，e 2为所述第二空间目标的轨道偏心率；
基于所述第二空间目标的南半球真近点角和轨道参数计算所述第二空间目标的南半球地心距，包括：
按照以下公式计算所述第二空间目标的南半球地心距：
Figure QLYQS_10
其中，r 2s 为所述第二空间目标的南半球地心距。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，基于所述地心距进行空间目标碰撞预警，包括：
基于所述第一空间目标的北半球地心距和南半球地心距，以及所述第二空间目标的北半球地心距和南半球地心距，确定碰撞风险值；
基于所述碰撞风险值判断所述第一空间目标和所述第二空间目标是否存在碰撞风险。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，基于所述第一空间目标的北半球地心距和南半球地心距，以及所述第二空间目标的北半球地心距和南半球地心距，确定碰撞风险值，包括：
按照以下公式确定碰撞风险值：
Figure QLYQS_11
其中，risk为所述碰撞风险值，Δr为最小预警阈值。
8.一种空间目标碰撞预警装置，其特征在于，包括：
参数获取模块，用于获取第一空间目标的轨道参数和第二空间目标的轨道参数；
计算模块，用于基于所述第一空间目标的轨道参数和所述第二空间目标的轨道参数，计算所述第一空间目标和所述第二空间目标在交会位置的地心距；
预警模块，用于基于所述地心距进行空间目标碰撞预警；
所述计算模块还用于：基于所述第一空间目标的轨道参数和所述第二空间目标的轨道参数，计算所述第一空间目标在交会位置的北半球地心距和南半球地心距；基于所述第一空间目标的轨道参数和所述第二空间目标的轨道参数，计算所述第二空间目标在交会位置的北半球地心距和南半球地心距；
所述计算模块还用于：基于所述第一空间目标的轨道参数和所述第二空间目标的轨道参数，计算所述第一空间目标在所述交会位置的纬度辐角；基于所述第一空间目标的纬度辐角和轨道参数计算所述第一空间目标的北半球真近点角，并基于所述第一空间目标的北半球真近点角和轨道参数计算所述第一空间目标的南半球真近点角；基于所述第一空间目标的北半球真近点角和轨道参数计算所述第一空间目标的北半球地心距，以及基于所述第一空间目标的南半球真近点角和轨道参数计算所述第一空间目标的南半球地心距。
9.一种电子设备，其特征在于，包括处理器和存储器，所述存储器存储有能够被所述处理器执行的计算机可执行指令，所述处理器执行所述计算机可执行指令以实现权利要求1至7任一项所述的方法的步骤。
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GR01 Patent grant
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