CN117200864A - 基于SoC的低轨混合星座构建方法、装置、设备和存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种基于SoC的低轨混合星座构建方法、装置、设备和存储介质，通过在获取构建星座的各种预设参数后，先将目标覆盖纬度区域的上边界做为当前目标纬度，并根据预设的参数进行计算得到对应当前目标纬度的子星座参数，再根据得到的子星座参数对目标纬度的覆盖能力进行求解，之后，根据纬度离散步长计算下一个目标纬度，并相应计算该目标纬度对应的子星座以及其覆盖能力，直至当前目标纬度已不在目标覆盖纬度区域内则说明已构建的子星座的连续覆盖纬度已满足预设，可以根据已构建的子星座得到的低轨混合星座，并且为了避免一些子星座的冗余覆盖，在每一次对当前目标纬度构建对应的子星座之前，还根据已构建的子星座的累积覆盖能力判断是否可以对当前目标纬度进行覆盖，若可以则不再针对当前目标纬度设计子星座。采用本方法设计的混合星座有效解决的单一构型星座对地覆盖重数沿纬度方向不均匀的问题，同时该方法提出了一套完全解析化、流程化的星座构型流程，实施简单，不需要人工操作，大大提高的效率。

Description

基于SoC的低轨混合星座构建方法、装置、设备和存储介质

技术领域

本申请涉及卫星星座构型设计技术领域，特别是涉及一种基于SoC的低轨混合星座构建方法、装置、设备和存储介质。

背景技术

全球覆盖星座被广泛应用于卫星通信、导航、遥感、侦察领域。在星座构型设计时，由于星座系统整体成本的牵引，卫星数量常作为评估星座构型优劣的重要标准。随着卫星技术的不断发展和成熟，低轨小卫星成为当下的研究热点，以Starlink为代表的巨型星座更是被广泛关注。在数千颗甚至上万颗卫星星座的背景下，几颗或几十颗的卫星数量的减少对星座整体性能的影响较小，故应将星座构型设计的主要目标转换为最大程度地利用卫星资源、最小化地实现星座性能冗余。就对地通信、侦察、成像卫星星座而言，对地覆盖情况是评估星座整体性能的重要依据。目前，广泛使用的Walker星座内卫星轨道倾角、轨道半径相同，根据星座卫星轨道的空间分布特点，单一构型星座对地覆盖重数沿纬度方向很不均匀，造成高纬地区的大量覆盖重数冗余，此种不均匀性在低轨星座上表现得更为明显。同时，由于卫星覆盖经度范围沿纬度方向的变化导致星座对地覆盖性能的不均匀性。目前尚未提出能够针对上述问题，并且完全解析化、流程化的星座构型设计方法模型。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够快速构建满足星座构建任务需求的基于SoC的低轨混合星座构建方法、装置、设备和存储介质。

一种基于SoC的低轨混合星座构建方法，所述方法包括：

获取卫星传感器半角参数、目标覆盖纬度区域的上下边界、纬度区域覆盖重数要求、纬度离散步长、以及子星座设计任务需求；

将所述目标覆盖纬度区域的上边界作为当前目标纬度，并根据所述子星座设计任务需求、卫星传感器半角参数、纬度区域覆盖重数要求以及目标覆盖纬度区域的上下边界构建对应当前目标纬度的子星座，并得到相应的子星座参数；

根据当前得到的子星座参数求解该子星座各轨道面在目标纬度的覆盖经度范围，以及等效覆盖重数；

根据所述纬度离散步长对当前目标纬度进行更新，得到更新后的当前目标纬度，判断更新后的当前目标纬度是否在所述目标覆盖纬度区域内；

若更新后的当前目标纬度在所述目标覆盖纬度区域内，则判断已构建的子星座连续覆盖区域的覆盖经度范围以及等效覆盖重数是否可以覆盖更新后的当前目标纬度，若不可以，则构建对应更新后的当前目标纬度的子星座，并求解该子星座各轨道面在目标纬度的覆盖经度范围，以及等效覆盖重数；

若已构建的子星座连续覆盖区域的覆盖经度范围以及等效覆盖重数可以覆盖更新后的当前目标纬度，则再次根据所述纬度离散步长对当前目标纬度进行更新，并判断再次更新后的当前目标纬度是否在所述目标覆盖纬度区域内；

直至更新后的当前目标纬度不在所述目标覆盖纬度区域内时，则根据构建得到的所有子星座得到低轨混合星座。

在其中一实施例中，所述根据所述子星座设计任务需求、卫星传感器半角参数、纬度区域覆盖重数要求以及目标覆盖纬度区域的上下边界构建对应当前目标纬度的子星座，并得到相应的子星座参数包括：

根据所述子星座设计任务需求确定待构建子星座的星座高度以及偏心率；

根据所述星座高度、卫星传感器半角参数、地球半径以及目标覆盖纬度区域的上下边界，基于预设公式对所述子星座参数进行依次计算；

所述子星座参数包括星座性能参数以及星座构型参数；

其中，所述星座性能参数包括卫星传感器半角对应的地心角、当前目标纬度对应的覆盖重数；

所述星座构型参数包括子星座中单轨道面的卫星数量、子星座轨道倾角、子星座轨道面数量、初始升交点赤经、初始纬度幅角以及相位因子。在其中一实施例中，在计算所述子星座轨道倾角时：

根据所述目标覆盖纬度区域的上下边界以及卫星传感器半角参数确定初步子星座轨道倾角；

采用大步长搜索和二分法高精度求解相结合的方法对所述初步子星座轨道倾角进行修正，得到所述子星座轨道倾角。

在其中一实施例中，所述根据当前得到的子星座参数求解该子星座各轨道面在目标纬度的覆盖经度范围，以及等效覆盖重数包括：

根据所述子星座中单轨道面的卫星数量以及卫星传感器半角对应的地心角进行计算，得到卫星环内的等效覆盖重数；

根据子星座轨道倾角判断卫星环对当前目标纬度的覆盖情况，根据所述覆盖情况计算各卫星环对当前目标纬度的覆盖经度范围；

根据子星座所有卫星环对当前目标纬度的覆盖经度范围，得到子星座对当前目标纬度的覆盖经度范围，根据该覆盖经度范围以及各卫星环内的等效覆盖重数进行计算得到子星座的等效覆盖重数。

在其中一实施例中，再根据当前得到的子星座参数求解该子星座各轨道面在目标纬度的覆盖经度范围，以及等效覆盖重数之后，还根据当前得到的覆盖经度范围以及等效覆盖重数分别对已有的各纬度的覆盖经度范围以及等效覆盖重数进行累计更新。

在其中一实施例中，判断更新后的当前目标纬度是否在所述目标覆盖纬度区域内包括：

若更新后的当前目标纬度大于所述目标覆盖纬度区域的下边界，则更新后的当前目标纬度在所述目标覆盖纬度区域内；

若更新后的当前目标纬度小于所述目标覆盖纬度区域的下边界，则更新后的当前目标纬度不在所述目标覆盖纬度区域内。

在其中一实施例中，判断已构建的子星座连续覆盖区域的覆盖经度范围以及等效覆盖重数可以覆盖更新后的当前目标纬度时，需要同时满足：

对更新后的当前目标纬度的已有经度覆盖区间为[0，2π]；

以及，对更新后的当前目标纬度的已有等效平均覆盖重数大于或等于该当前目标纬度在纬度区域覆盖重数要求中对应的覆盖重数；

否则判断已构建的子星座连续覆盖区域的覆盖经度范围以及等效覆盖重数不可以覆盖更新后的当前目标纬度。

一种基于SoC的低轨混合星座构建装置，所述装置包括：

星座构建参数获取模块，用于获取卫星传感器半角参数、目标覆盖纬度区域的上下边界、纬度区域覆盖重数要求、纬度离散步长、以及子星座设计任务需求；

子星座参数计算模块，用于将所述目标覆盖纬度区域的上边界作为当前目标纬度，并根据所述子星座设计任务需求、卫星传感器半角参数、纬度区域覆盖重数要求以及目标覆盖纬度区域的上下边界构建对应当前目标纬度的子星座，并得到相应的子星座参数；

覆盖信息获取模块，用于根据当前得到的子星座参数求解该子星座各轨道面在目标纬度的覆盖经度范围，以及等效覆盖重数；

当前目标纬度更新及更新后第一判断模块，用于根据所述纬度离散步长对当前目标纬度进行更新，得到更新后的当前目标纬度，判断更新后的当前目标纬度是否在所述目标覆盖纬度区域内；

更新后第二次判断及子星座构建模块，用于若更新后的当前目标纬度在所述目标覆盖纬度区域内，则判断已构建的子星座连续覆盖区域的覆盖经度范围以及等效覆盖重数是否可以覆盖更新后的当前目标纬度，若不可以，则构建对应更新后的当前目标纬度的子星座，并求解该子星座各轨道面在目标纬度的覆盖经度范围，以及等效覆盖重数；

目标纬度再次更新及判断模块，用于若已构建的子星座连续覆盖区域的覆盖经度范围以及等效覆盖重数可以覆盖更新后的当前目标纬度，则再次根据所述纬度离散步长对当前目标纬度进行更新，并判断再次更新后的当前目标纬度是否在所述目标覆盖纬度区域内；

低轨混合星座得到模块，用于直至更新后的当前目标纬度不在所述目标覆盖纬度区域内时，则根据构建得到的所有子星座得到混合星座。

一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现一下步骤：

获取卫星传感器半角参数、目标覆盖纬度区域的上下边界、纬度区域覆盖重数要求、纬度离散步长、以及子星座设计任务需求；

将所述目标覆盖纬度区域的上边界作为当前目标纬度，并根据所述子星座设计任务需求、卫星传感器半角参数、纬度区域覆盖重数要求以及目标覆盖纬度区域的上下边界构建对应当前目标纬度的子星座，并得到相应的子星座参数；

根据当前得到的子星座参数求解该子星座各轨道面在目标纬度的覆盖经度范围，以及等效覆盖重数；

根据所述纬度离散步长对当前目标纬度进行更新，得到更新后的当前目标纬度，判断更新后的当前目标纬度是否在所述目标覆盖纬度区域内；

若更新后的当前目标纬度在所述目标覆盖纬度区域内，则判断已构建的子星座连续覆盖区域的覆盖经度范围以及等效覆盖重数是否可以覆盖更新后的当前目标纬度，若不可以，则构建对应更新后的当前目标纬度的子星座，并求解该子星座各轨道面在目标纬度的覆盖经度范围，以及等效覆盖重数；

若已构建的子星座连续覆盖区域的覆盖经度范围以及等效覆盖重数可以覆盖更新后的当前目标纬度，则再次根据所述纬度离散步长对当前目标纬度进行更新，并判断再次更新后的当前目标纬度是否在所述目标覆盖纬度区域内；

直至更新后的当前目标纬度不在所述目标覆盖纬度区域内时，则根据构建得到的所有子星座得到低轨混合星座。

一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现一下步骤：

获取卫星传感器半角参数、目标覆盖纬度区域的上下边界、纬度区域覆盖重数要求、纬度离散步长、以及子星座设计任务需求；

将所述目标覆盖纬度区域的上边界作为当前目标纬度，并根据所述子星座设计任务需求、卫星传感器半角参数、纬度区域覆盖重数要求以及目标覆盖纬度区域的上下边界构建对应当前目标纬度的子星座，并得到相应的子星座参数；

根据当前得到的子星座参数求解该子星座各轨道面在目标纬度的覆盖经度范围，以及等效覆盖重数；

根据所述纬度离散步长对当前目标纬度进行更新，得到更新后的当前目标纬度，判断更新后的当前目标纬度是否在所述目标覆盖纬度区域内；

若更新后的当前目标纬度在所述目标覆盖纬度区域内，则判断已构建的子星座连续覆盖区域的覆盖经度范围以及等效覆盖重数是否可以覆盖更新后的当前目标纬度，若不可以，则构建对应更新后的当前目标纬度的子星座，并求解该子星座各轨道面在目标纬度的覆盖经度范围，以及等效覆盖重数；

若已构建的子星座连续覆盖区域的覆盖经度范围以及等效覆盖重数可以覆盖更新后的当前目标纬度，则再次根据所述纬度离散步长对当前目标纬度进行更新，并判断再次更新后的当前目标纬度是否在所述目标覆盖纬度区域内；

直至更新后的当前目标纬度不在所述目标覆盖纬度区域内时，则根据构建得到的所有子星座得到混合星座。

上述基于SoC的低轨混合星座构建方法、装置、设备和存储介质，通过在获取构建星座的各种预设参数后，先将目标覆盖纬度区域的上边界作为当前目标纬度，并根据预设的参数进行计算得到对应当前目标纬度的子星座参数，再根据得到的子星座参数对目标纬度的覆盖能力进行求解，之后，根据纬度离散步长计算下一个目标纬度，并相应计算该目标纬度对应的子星座以及其覆盖能力，直至当前目标纬度已不在目标覆盖纬度区域内则说明已构建的子星座的连续覆盖纬度已满足预设，可以根据已构建的子星座得到的低轨混合星座，并且为了避免一些子星座的冗余覆盖，在每一次对当前目标纬度构建对应的子星座之前，还根据已构建的子星座的累积覆盖能力判断是否可以对当前目标纬度进行覆盖，若可以则不再针对当前目标纬度设计子星座。采用本方法设计的混合星座有效解决的单一构型星座对地覆盖重数沿纬度方向不均匀的问题，同时该方法提出了一套完全解析化、流程化的星座构型流程，实施简单，不需要人工操作，大大提高的效率。

附图说明

图1为一个实施例中基于SoC的低轨混合星座构建方法的流程示意图；

图2为一个实施例中传感器半角参数与地心角的关系示意图；

图3为一个实施例中初始升交点赤经确定方法示意图；

图4为一个实施例中覆盖带边界示意图；

图5为一个实施例中覆盖区间修正示意图；

图6为一个实施例中覆盖经度区间合并示意图；

图7为一个实施例中根据本方法进行实际操作的算法流程框图；

图8为一个实验仿真中的星座等效覆盖重数示意图；

图9为一个实施例中基于SoC的低轨混合星座构建装置的结构框图；

图10为一个实施例中计算机设备的内部结构图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

针对现有技术中，单一构型星座对地覆盖重数沿纬度方向不均匀，从而造成高纬地区的大量覆盖重数的冗余，而基于纬度带覆盖的混合星座设计可以较好的解决该问题，但是并没有一种完全解析化、流程化的星座构型方法的问题，如图1所示，提供了一种基于SoC的低轨混合星座构建方法，包括以下步骤：

步骤S100，获取卫星传感器半角参数、目标覆盖纬度区域的上下边界、纬度区域覆盖重数要求、纬度离散步长、以及子星座设计任务需求；

步骤S110，将目标覆盖纬度区域的上边界作为当前目标纬度，并根据子星座设计任务需求、卫星传感器半角参数、纬度区域覆盖重数要求以及目标覆盖纬度区域的上下边界构建对应当前目标纬度的子星座，并得到相应的子星座参数；

步骤S120，根据当前得到的子星座参数求解该子星座各轨道面在目标纬度的覆盖经度范围，以及等效覆盖重数；

步骤S130，根据纬度离散步长对当前目标纬度进行更新，得到更新后的当前目标纬度，判断更新后的当前目标纬度是否在目标覆盖纬度区域内；

步骤S140，若更新后的当前目标纬度在目标覆盖纬度区域内，则判断已构建的子星座连续覆盖区域的覆盖经度范围以及等效覆盖重数是否可以覆盖更新后的当前目标纬度，若不可以，则构建对应更新后的当前目标纬度的子星座，并求解该子星座各轨道面在目标纬度的覆盖经度范围，以及等效覆盖重数；

步骤S150，若已构建的子星座连续覆盖区域的覆盖经度范围以及等效覆盖重数可以覆盖更新后的当前目标纬度，则再次根据纬度离散步长对当前目标纬度进行更新，并判断再次更新后的当前目标纬度是否在目标覆盖纬度区域内；

步骤S160，直至更新后的当前目标纬度不在目标覆盖纬度区域内时，则根据构建得到的所有子星座得到低轨混合星座。

在本实施例中，将构建星座的流程进行完全解析，并将其流程化，使得该星座构建方法可重复性高，大大提高了效率，在短时间内就可以根据各预设参数对低轨混合星座进行构建。

在本方法中，从获取的目标覆盖纬度区域的上边界开始向下边界，按照纬度离散步长依次构建多个子星座，期间，为了避免在一些纬度上出现冗余的覆盖重数，在对每个目标纬度进行子星座构建前，先根据已构建得到的所有子星座在连续覆盖纬度区域内累积的覆盖经度范围以及等效覆盖重数是否可以覆盖当前目标纬度，若可以则不再针对该目标纬度进行设计，这样有效避免了在一些纬度上冗余重数。

在步骤S100中，卫星传感器半角参数、目标覆盖纬度区域的上下边界、纬度区域覆盖重数要求、纬度离散步长、以及子星座设计任务需求均为该星座构建方法的输入数据。

其中，卫星传感器半角参数包括卫星传感器水平方向半角以及卫星传感器垂直方向半角。在纬度区域覆盖重数要求中，根据需求将整个目标覆盖纬度区域按照纬度分为多个区域，并给出各区域对应的覆盖重数要求。

而子星座设计任务需求包括星座高度以及偏心率，这里可以根据具体情况对其进行预设。由于本方法适用于低轨星座的构建，所以星座高度在500-2000km之间，可以根据具体任务对星座中各子星座的高度分别进行确定。

在本实施例中，获取的星座构建参数还包括星座轨道初始半长轴、半长轴递增步长以及地球半径。

进一步的，本方法仅适用于偏心率为0的圆轨卫星星座。

在步骤S110中，首先针对目标覆盖纬度区域的上边界构建子星座，再依次按照纬度离散步长，向低纬度依次设计对应的子星座。并且，针对某一纬度设计对应的子星座时，则将该纬度称为当前目标纬度。

在本实施例中，根据子Walker星座的参数计算方法进行计算。

具体的，根据子星座设计任务需求、卫星传感器半角参数、纬度区域覆盖重数要求以及目标覆盖纬度区域的上下边界构建对应当前目标纬度的子星座，并得到相应的子星座参数包括：首先根据子星座设计任务需求确定待构建子星座的星座高度以及偏心率，再根据星座高度、卫星传感器半角参数、地球半径以及目标覆盖纬度区域的上下边界，基于预设公式对子星座参数进行依次计算。其中，子星座参数包括：卫星传感器半角对应的地心角、子星座中单轨道面的卫星数量、当前目标纬度对应的覆盖重数、子星座轨道倾角、子星座轨道面数量、初始升交点赤经、初始纬度幅角以及相位因子。

其中，根据子星座设计任务需求确定待构建子星座的星座高度以及偏心率已经在上面介绍过了，在这里就不再赘述。

具体的，在计算传感器半角对应的地心角时，卫星传感器为矩形视场传感器，地心角和卫星传感器半角的关系，如图2所示，在ΔSHO中，根据正弦公式，可以得到传感器水平方向半角参数与对应地心角的关系为：

在公式(1)中，α_h表示卫星传感器水平方向半角，θ_h表示卫星传感器在水平方向覆盖范围的地心角，R_s、R_e分别表示卫星的地心距和地球半径。根据公式(1)，则可以得到卫星在平行于轨道面方向的覆盖地心角为：

同理，可以得到卫星在垂直于轨道面方向的覆盖地心角与传感器垂直方向的半角参数之间关系为：

在公式(3)中，α_v表示卫星传感器垂直方向半角，θ_v表示卫星在垂直于轨道面方向的覆盖地心角。

具体的，在计算子星座中单轨道面的卫星数量时，进行纬度带覆盖星座设计的前提是每个轨道面卫星数量满足形成连续覆盖带的条件，由于矩形视场在形成卫星环覆盖带方面的几何形状优势，取满足连续覆盖的最小面内卫星数作为子星座中单轨道面的卫星数量，采用以下公式：

在公式(4)中，S表示子星座中单轨道面的卫星数量，θ_h表示计算得到卫星在平行于轨道面方向的覆盖地心角。

具体的，在计算当前目标纬度对应的覆盖重数时，采用以下公式：

N_design＝N_need-N_{constellation} (5)

在公式(5)中，N_design表示子星座对当前目标纬度的覆盖重数需求，N_need表示当前目标纬度在纬度区域覆盖重数要求中对应的覆盖重数需求，N_{constellation}表示已构建的子星座对当前目标纬度的覆盖重数。

具体的，在计算子星座轨道倾角以及子星座轨道面数量时，为了实现对给定的目标覆盖纬度范围区域的连续覆盖，要求轨道倾角满足，也就是得到的初步子星座轨道倾角：

i∈(φ_max-θ_v,φ_min+θ_v] (6)

在公式(6)中，φ_max、φ_min分别表示目标覆盖纬度区域的上下边，θ_v表示卫星在垂直于轨道面方向的覆盖地心角。

为了实现单个Walker星座对目标纬度区域的完全连续覆盖，卫星覆盖带宽度和目标纬度宽度需要满足：

Δφ＝φ_max-φ_min＜2θ_v (7)

定义在同一轨道面均匀分布的S颗卫星组成一个卫星环，一个卫星环对应于星座内的一个轨道面。单个卫星环在目标纬度上界的覆盖经度左边界为：

其中，Ω为轨道面升交点赤经；i为轨道倾角；u_t为边界点对应纬度幅角。

根据卫星的星下点轨迹的对称性，得到单个卫星环在目标纬度上界的覆盖经度范围的右边界为：

λ_t,max＝π+2Ω-λ_t,min (9)

由此可以得到，对当前目标纬度φ_t的覆盖经度范围为：

C_φt＝[λ_t,min,λ_t,max] (10)

接着，从而得到在该纬度下的覆盖经度宽度为：

Δλ_cov＝λ_t,max-λ_t,min (11)

由此，可以得到需要的卫星环数量，即子星座轨道面数量为：

在公式(12)中，N_r表示当前目标纬度下需要达到的覆盖重数，即N_design。

在本实施例中，针对子星座轨道倾角，在根据目标覆盖纬度区域的上下边界以及卫星传感器半角参数确定初步子星座轨道倾角，之后再采用大步长搜索和二分法高精度求解相结合的方法对初步子星座轨道倾角进行修正，得到子星座轨道倾角。

具体的，在对初步子星座轨道倾角进行修正时，首先，以轨道倾角可取的最大值作为轨道倾角初始值i_u，求解得到对应的初始轨道面数量，然后根据预设的搜索步长i_step，逐渐降低倾角的取值，获得轨道面数量大于初始轨道面数量的最大倾角i_l。最后，在(i_l,i_l+i_step]范围内，求解满足精度要求的轨道倾角。

在其中一实施例中，搜索步长i_step可设置为0.01°。

在其中一实施例中，还提供了一种对初步子星座轨道倾角进行修正进行实现的其中一个伪代码，如下所示：

具体的，在计算初始升交点赤经时，以升交点赤经在赤道面内尽量分布均匀为原则初始化子星座初始升交点赤经，令相邻子星座的初始升交点赤经之间满足：

Ω_c-Ω_c-1＝θ_v,c+θ_v,c-1 (13)

在公式(13)中，Ω_c、θ_v,c分别表示当前子星座初始升交点赤经和卫星环覆盖宽度，Ω_c-1、θ_v,c-1分别表示上一个构建的子星座初始升交点赤经和卫星环覆盖宽度，如图3所示。

具体的，在本实施例中，将初始纬度幅角设置为0°。需要进行说明的是，初始维度幅角不会对星座的覆盖性能产生影响，但是有任务需求时，也可以根据需求进行灵活设置。

具体的，在计算卫星的最优相位因子时采用遍历法。首先，对子星座中最小星间距和相位因子F进行初始化。然后，遍历F所有可能取值，以最小星间角距最大的F值作为最终子星座的相位因子。在本实施例中，提供了实现计算最优相位因子的一种伪代码，如下所示：

其中，对于轨道面见最小星间距δ_p，采用以下方法进行求解：

首先，求解轨道面交叉点的纬度幅角，采用以下公式：

在公式(14)中，ΔΩ＝Ω₂-Ω₁，表示两个轨道面的升交点赤经差，i₁、i₂分别表示两个轨道面的倾角。

由于轨道面内均匀分布了多颗卫星，得到交叉点对应位置的等效卫星编号为：

其中，u₀₁、u₀₂为两轨道面的初始卫星的纬度幅角；ΔM₁、ΔM₂为两轨道面内相邻卫星间的相位差。

公式(15)表示在某一时刻，交叉点在分别处再两个轨道面的第d_n1颗卫星和第d_n2颗卫星所在位置。由此，得到两个轨道面距离最近的两颗卫星编号分别为：

在公式(16)中，[·]_floor表示向下取整。

在初始时刻，两个各轨道面的卫星距离交叉点的相位Δu₁、Δu₂分别表示为：

两个卫星星间最小距离，即两轨道面最小星间距离表示为：

在公式(18)中，Δu＝Δu₁-Δu₂，θ表示轨道面夹角，则：

cosθ＝cosi₁cosi₂+sini₁sini₂cosΔΩ (19)

接着，在步骤S120中，在计算得到当前目标纬度对应的子星座参数后，再根据计算得到的参数对该子星座的覆盖性能进行求解。其中，覆盖性能是指该子星座各轨道面在目标纬度的覆盖经度范围，以及等效覆盖重数。在求解这两个参数时，先根据子星座中单轨道面的卫星数量以及卫星传感器半角对应的地心角进行计算，得到卫星环内的等效覆盖重数，再根据子星座轨道倾角判断卫星环对当前目标纬度的覆盖情况，根据覆盖情况计算各卫星环对当前目标纬度的覆盖经度范围，最后根据子星座所有卫星环对当前目标纬度的覆盖经度范围，得到子星座对当前目标纬度的覆盖经度范围，根据该覆盖经度范围以及各卫星环内的等效覆盖重数进行计算得到子星座的等效覆盖重数。

具体的，在计算卫星环等效重数时，采用以下公式：

在公式(20)中，θ_h为矩形传感器视场水平方向覆盖地心角，S为环内卫星数量。

具体的，在计算单个卫星环对当前目标纬度的覆盖经度范围时，如图4所示，当纬度幅角为u时，可以得到该点对应的连续覆盖区域左、右边界，分别采用以下公式：

在公式(21)和公式(22)中，分别表示对应覆盖区域左右边界纬度，λ_L、λ_R分别表示对应覆盖区域左右边界经度，其中，参数a₁、a₂、b₁、b₂可以由下式计算得到：/>

在上式中，i表示轨道倾角。卫星环对任意纬度的覆盖情况可以分为3类，即无覆盖区域、存在一个覆盖区域以及存在两个覆盖区域。

具体的，当覆盖情况为无覆盖区域时，当前目标纬度大于卫星轨道倾角，即目标纬度满足公式(23)时，卫星所处倾角过低，无法覆盖该当前目标纬度下的任何一点，在此类情况下，对当前目标纬度φ_t的覆盖经度范围为空集，如公式(24)所示。公式(23)和公式(24)分别表示为：

具体的，当覆盖情况为存在一个覆盖区域时，当前目标纬度φ_t满足：

φ_t∈[i-θ_v,i+θ_v] (25)

卫星环对该纬度存在一个连续覆盖经度区间。而该连续覆盖经度区间的左边界表示为：

根据卫星的星下点轨迹的对称性，得到覆盖经度区间的右边界表示为：

λ_t,max＝π+2Ω-λ_t,min (27)

所以，构建的子星座对当前目标纬度φ_t的覆盖经度范围为：

具体的，当覆盖情况为存在两个覆盖区域时，当前目标纬度φ_t满足：

φ_t∈[0,i-θ_v) (29)

卫星环对该纬度存在两个连续覆盖经度区间，分别对应轨道的升段和降段。根据公式(26)、公式(31)得到轨道升段覆盖经度左右边界，公式(30)、公式(31)表示为：

得到轨道升段对当前目标纬度φ_t的覆盖经度范围：

C_φt,ascend＝[λ_t,min,λ_t,max] (32)

根据卫星的星下点轨迹的对称性，可以得到轨道降段对当前目标纬度φ_t的覆盖经度范围为：

C_φt,descent＝[π+2Ω-λ_t,max,π+2Ω-λ_t,min] (33)

由此，得到对当前目标纬度φ_t的覆盖经度范围：

在对当前子星座的多个卫星环进行逐个判断覆盖情况后，再根据判断结果计算各卫星环对当前目标纬度的覆盖经度范围，从而可以得到整个子卫星的对当前目标纬度的覆盖经度范围。

在本实施例中，计算单个卫星环对当前目标纬度的覆盖重数，所有卫星环对当前目标纬度φ_t的覆盖经度区间为：

在公式(35)中，P表示轨道面也就是轨道环数量，表示第i个轨道面对目标纬度φ_t的覆盖经度区间。从而得到当前目标纬度下任意一点在整个任务时段内的平均覆盖重数，表示为：

在公式(36)中，N_s表示卫星环等效重数，由公式(20)计算得到。

在本实施例中，在根据当前得到的子星座参数求解该子星座各轨道面在目标纬度的覆盖经度范围，以及等效覆盖重数之后，还根据当前得到的覆盖经度范围以及等效覆盖重数分别对已有的各纬度的覆盖经度范围以及等效覆盖重数进行累计更新。也就是得到从目标覆盖纬度区域的上边界到当前目标纬度之间的连续区域的覆盖性能。首先，对先前得到经度覆盖区间进行修正，如图5所示，对于经度覆盖区间[λ_i,min,λ_i,max]，修正之后的经度覆盖区间为：

[λ_i,min,2π]∪[λ′_i,min,λ′_i,max]＝[λ_i,min,2π]∪[0,λ_i,max-2π] (37)

在进行更新时，覆盖区域合并如图6所示。

同时，根据公式(36)计算对应的等效覆盖重数后，对星座的各纬度下的覆盖重数更新为：

N_Cov＝N_Cov+N_Sub (38)

在公式(38)中，N_Cov、N_Sub为n_φ×1的覆盖重数表，分别表示已有子星座和当前子星座对目标区域的覆盖重数信息，其中，n_φ表示纬度离散化数量。

在本实施例中，在对当前目标纬度对应的子星座构建完成后，在步骤S130中，根据纬度离散步长对当前目标纬度进行更新，也就是计算下一个子星座需要覆盖的目标纬度，采用以下公式：

/>

在公式(39)中，表示连续覆盖最高纬度，/>表示纬度离散步长。

从公式(39)可以看出来，在本方法中是从目标覆盖区域的上边界高纬度向低纬度进行设计，所以，在更新当前目标纬度后需要对其进行判断，是否还在目标覆盖区域内，若不在，则说明覆盖整个目标覆盖区域的子星座已经完成，不再需要对子星座进行设计，完成整个星座的构建工作。

若更新的当前目标纬度仍然在目标覆盖区域内，为了避免构建冗余的子星座，还需要对其进行第二次判断，判断当前已经构建的子星座是否可以对更新后的当前目标纬度进行覆盖，若可以覆盖，则不再针对该目标纬度设计子星座，则再次更新目标纬度，并对再次更新后的目标纬度是否在目标覆盖区域内进行判断。

在对当前目标纬度更新后只有满足在目标覆盖区域内以及已经构建的子星座并不能对该目标纬度进行覆盖的情况下，才针对该目标纬度设计子星座。

在本实施例中，判断更新后的当前目标纬度是否在所述目标覆盖纬度区域内包括：若更新后的当前目标纬度大于目标覆盖纬度区域的下边界，则更新后的当前目标纬度在所述目标覆盖纬度区域内，若更新后的当前目标纬度小于目标覆盖纬度区域的下边界，则更新后的当前目标纬度不在所述目标覆盖纬度区域内。

在本实施例中，判断已构建的子星座连续覆盖区域的覆盖经度范围以及等效覆盖重数可以覆盖更新后的当前目标纬度时，需要同时满足：对更新后的当前目标纬度的已有经度覆盖区间为[0，2π]，以及对更新后的当前目标纬度的已有等效平均覆盖重数大于或等于该当前目标纬度在纬度区域覆盖重数要求中对应的覆盖重数。否则判断已构建的子星座连续覆盖区域的覆盖经度范围以及等效覆盖重数不可以覆盖更新后的当前目标纬度。

最后，在步骤S160中，当根据上述步骤针对多个目标纬度构对应的子星座后，当更新后的目标纬度小于目标覆盖区域的下边界，则完成星座构建，根据已构建的多个子星座得到满足任务需求的低轨混合星座。

在本实施例中，如图7所示，还提供了一个满足本方法的实际操作算法流程，并根据该流程进行的实验仿真。

S1，获取卫星传感器半角参数、目标纬度区域上下边界、目标区域覆盖重数要求，设定纬度离散步长、初始化覆盖经度区间数据库以及覆盖重数数据库。

输入下述参数信息：

表1输入参数信息

S2，获取子星座连续覆盖最高纬度。

取子星座连续覆盖最高纬度作为目标纬度，即φ_t＝90°。

S3，判断子星座连续覆盖最高纬度是否在目标纬度区域内，若满足，则进入步骤S4，若不满足，则进入步骤S8。

S4，判断子星座连续覆盖最高纬度已有覆盖区间及覆盖重数是否满足要求，若不满足，则进入步骤S5，若满足，则进入步骤S7。

当前目标覆盖纬度的覆盖需求需要同时满足下列两个条件：

(1)对目标纬度的已有经度覆盖区间为[0，2π]；

(2)对目标纬度的已有等效平均覆盖重数满足

S5，设计覆盖对应纬度的子Walker星座轨道高度、偏心率、轨道倾角、初始升交点赤经、初始纬度幅角，以及轨道面数量、面内卫星数、总卫星数、相位因子。

S501，确定子星座高度、偏心率。

子星座轨道半长轴为：R_s＝(6928.137+c·h_step)km，其中，c表示已完成设计的子星座的数量。

星座内卫星均位于圆轨，偏心率e＝0。

S502，求解传感器半角对应地心角。

根据S1中输出的传感器半角以及S501中得到的轨道半长轴取值求解对应地心角，例如，对于R_s＝6928.137km，α_(·)＝45°的任务场景而言，对应地心角为θ_(·)＝5.1820°。

求解结果中，垂直半角对应地心角即为卫星环覆盖宽度。

S503，求解面内卫星数。

根据S503中计算的传感器水平半角对应地心角计算当前子星座面内卫星数。

S504，确定目标纬度的设计覆盖重数。

根据已有覆盖情况以及覆盖重数要求，求解对当前目标纬度的设计覆盖重数。

S505，求解轨道倾角和轨道面数量。

根据设计覆盖重数、卫星环覆盖宽度，求解满足覆盖重数的最少轨道面数量P以及对应的最小轨道倾角作为子星座轨道倾角。

S504，确定初始升交点赤经和初始纬度幅角。

根据图3所示的初始升交点赤经分布策略确定子星座初始升交点赤经。

各子星座初始纬度幅角均取u₀＝0°。

S505，求解卫星最优相位因子。

根据上文中提到的实现计算最优相位因子的一种伪代码求解最优相位因子取值。

S6，计算所设计的子Walker星座覆盖情况，更新覆盖经度区间数据库以及覆盖重数数据库。

求解子Walker星座各轨道面对每个纬度的覆盖经度范围，以及对各纬度的等效覆盖重数。

根据图5和图6所示的覆盖范围修正和合并规则，对覆盖经度区间数据库进行更新。

采用累加方式，将子Walker星座对各目标纬度的等效覆盖重数累加至覆盖重数数据库中。

S7，更新子星座连续覆盖最高纬度，返回步骤S3。

将子星座覆盖目标纬度更新为φ_t＝φ_t-φ_step，重复上述S3～S6步骤，直至不满足S3中的目标纬度区间条件。

S8，完成各子星座设计，输出各子星座轨道参数。

计算结果如下：

当h_step＝0km时，本实施例共设计21个不同倾角、不同轨道高度的子星座，混合星座中卫星总数为5425颗，各子星座参数如表2所示。

表2 h_step＝0km混合星座参数

/>

当h_step＝10km时，本实施例共设计18个不同倾角、不同轨道高度的子星座，混合星座中卫星总数为4220颗，各子星座参数如表3所示。

表3 h_step＝10km混合星座参数

/>

当目标纬度取60°时，期望覆盖重数急剧增加，故在轨道倾角60°左右存在一个轨道面密集分布情况。而随着不同倾角子星座的部署，高度递增的混合星座子星座高度逐渐升高，轨道面分布较高度恒定的混合星座更稀疏。

不同轨道高度确定策略下，轨道面数量的改变较小。但是，递增轨道高度策略下，轨道高度更高，卫星环覆盖地心宽度更大，所以轨道倾角越低。另外，由于轨道高度的增加，面内卫星数量减少；同时，所需要的子星座数量也更少，故高度递增的混合星座的卫星总数更少。

分析星座对地覆盖性能，得到星座等效覆盖重数如图8所示。在图8中，实线表示高度恒定混合星座对地覆盖重数，点划线表示高度递增混合星座对地覆盖重数，虚线表示期望覆盖重数。可以得到，所设计的两种混合星座均能够较好地满足覆盖重数需求，高度递增的混合星座覆盖重数略高于高度恒定混合星座。但是，为了满足中纬度地区的15重覆盖，在20°到60°范围内设计了较多轨道面，由于这一部分子星座不可避免地覆盖了0°到20°的纬度区域，导致该区域覆盖重数冗余度较高。

上述基于SoC的低轨混合星座构建方法中，通过在获取构建星座的各种预设参数后，先将目标覆盖纬度区域的上边界作为当前目标纬度，并根据预设的参数进行计算得到对应当前目标纬度的子星座参数，再根据得到的子星座参数对目标纬度的覆盖能力进行求解，之后，根据纬度离散步长计算下一个目标纬度，并相应计算该目标纬度对应的子星座以及其覆盖能力，直至当前目标纬度已不在目标覆盖纬度区域内则说明已构建的子星座的连续覆盖纬度已满足预设，可以根据已构建的子星座得到的低轨混合星座，并且为了避免一些子星座的冗余覆盖，在每一次对当前目标纬度构建对应的子星座之前，还根据已构建的子星座的累积覆盖能力判断是否可以对当前目标纬度进行覆盖，若可以则不再针对当前目标纬度设计子星座。采用本方法设计的混合星座有效解决的单一构型星座对地覆盖重数沿纬度方向不均匀的问题，同时该方法提出了一套完全解析化、流程化的星座构型流程，实施简单，不需要人工操作，大大提高的效率。该方法总结了单轨道面各纬度下覆盖经度宽度的计算方法，给出了单纬度带连续覆盖模型，提出基于覆盖带的星座对地覆盖重数半离散化计算方法。

应该理解的是，虽然图1的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图1中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

在一个实施例中，如图9所示，提供了一种基于SoC的低轨混合星座构建装置，包括：星座构建参数获取模块200、子星座参数计算模块210、覆盖信息获取模块220、当前目标纬度更新及更新后第一判断模块230、更新后第二次判断及子星座构建模块240、目标纬度再次更新及判断模块250和混合星座得到模块260，其中：

星座构建参数获取模块200，用于获取卫星传感器半角参数、目标覆盖纬度区域的上下边界、纬度区域覆盖重数要求、纬度离散步长、以及子星座设计任务需求；

子星座参数计算模块210，用于将所述目标覆盖纬度区域的上边界作为当前目标纬度，并根据所述子星座设计任务需求、卫星传感器半角参数、纬度区域覆盖重数要求以及目标覆盖纬度区域的上下边界构建对应当前目标纬度的子星座，并得到相应的子星座参数；

覆盖信息获取模块220，用于根据当前得到的子星座参数求解该子星座各轨道面在目标纬度的覆盖经度范围，以及等效覆盖重数；

当前目标纬度更新及更新后第一判断模块230，用于根据所述纬度离散步长对当前目标纬度进行更新，得到更新后的当前目标纬度，判断更新后的当前目标纬度是否在所述目标覆盖纬度区域内；

更新后第二次判断及子星座构建模块240，用于若更新后的当前目标纬度在所述目标覆盖纬度区域内，则判断已构建的子星座连续覆盖区域的覆盖经度范围以及等效覆盖重数是否可以覆盖更新后的当前目标纬度，若不可以，则构建对应更新后的当前目标纬度的子星座，并求解该子星座各轨道面在目标纬度的覆盖经度范围，以及等效覆盖重数；

目标纬度再次更新及判断模块250，用于若已构建的子星座连续覆盖区域的覆盖经度范围以及等效覆盖重数可以覆盖更新后的当前目标纬度，则再次根据所述纬度离散步长对当前目标纬度进行更新，并判断再次更新后的当前目标纬度是否在所述目标覆盖纬度区域内；

低轨混合星座得到模块260，用于直至更新后的当前目标纬度不在所述目标覆盖纬度区域内时，则根据构建得到的所有子星座得到低轨混合星座。

关于基于SoC的低轨混合星座构建装置的具体限定可以参见上文中对于基于SoC的低轨混合星座构建方法的限定，在此不再赘述。上述基于SoC的低轨混合星座构建装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。

在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是终端，其内部结构图可以如图10所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口、显示屏和输入装置。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种基于SoC的低轨混合星座构建方法。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。

本领域技术人员可以理解，图10中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。

在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现以下步骤：

获取卫星传感器半角参数、目标覆盖纬度区域的上下边界、纬度区域覆盖重数要求、纬度离散步长、以及子星座设计任务需求；

将所述目标覆盖纬度区域的上边界作为当前目标纬度，并根据所述子星座设计任务需求、卫星传感器半角参数、纬度区域覆盖重数要求以及目标覆盖纬度区域的上下边界构建对应当前目标纬度的子星座，并得到相应的子星座参数；

根据当前得到的子星座参数求解该子星座各轨道面在目标纬度的覆盖经度范围，以及等效覆盖重数；

根据所述纬度离散步长对当前目标纬度进行更新，得到更新后的当前目标纬度，判断更新后的当前目标纬度是否在所述目标覆盖纬度区域内；

若更新后的当前目标纬度在所述目标覆盖纬度区域内，则判断已构建的子星座连续覆盖区域的覆盖经度范围以及等效覆盖重数是否可以覆盖更新后的当前目标纬度，若不可以，则构建对应更新后的当前目标纬度的子星座，并求解该子星座各轨道面在目标纬度的覆盖经度范围，以及等效覆盖重数；

若已构建的子星座连续覆盖区域的覆盖经度范围以及等效覆盖重数可以覆盖更新后的当前目标纬度，则再次根据所述纬度离散步长对当前目标纬度进行更新，并判断再次更新后的当前目标纬度是否在所述目标覆盖纬度区域内；

直至更新后的当前目标纬度不在所述目标覆盖纬度区域内时，则根据构建得到的所有子星座得到低轨混合星座。

在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

获取卫星传感器半角参数、目标覆盖纬度区域的上下边界、纬度区域覆盖重数要求、纬度离散步长、以及子星座设计任务需求；

将所述目标覆盖纬度区域的上边界作为当前目标纬度，并根据所述子星座设计任务需求、卫星传感器半角参数、纬度区域覆盖重数要求以及目标覆盖纬度区域的上下边界构建对应当前目标纬度的子星座，并得到相应的子星座参数；

根据当前得到的子星座参数求解该子星座各轨道面在目标纬度的覆盖经度范围，以及等效覆盖重数；

根据所述纬度离散步长对当前目标纬度进行更新，得到更新后的当前目标纬度，判断更新后的当前目标纬度是否在所述目标覆盖纬度区域内；

若更新后的当前目标纬度在所述目标覆盖纬度区域内，则判断已构建的子星座连续覆盖区域的覆盖经度范围以及等效覆盖重数是否可以覆盖更新后的当前目标纬度，若不可以，则构建对应更新后的当前目标纬度的子星座，并求解该子星座各轨道面在目标纬度的覆盖经度范围，以及等效覆盖重数；

若已构建的子星座连续覆盖区域的覆盖经度范围以及等效覆盖重数可以覆盖更新后的当前目标纬度，则再次根据所述纬度离散步长对当前目标纬度进行更新，并判断再次更新后的当前目标纬度是否在所述目标覆盖纬度区域内；

直至更新后的当前目标纬度不在所述目标覆盖纬度区域内时，则根据构建得到的所有子星座得到低轨混合星座。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种基于SoC的低轨混合星座构建方法，其特征在于，所述方法包括：

获取卫星传感器半角参数、目标覆盖纬度区域的上下边界、纬度区域覆盖重数要求、纬度离散步长、以及子星座设计任务需求；

将所述目标覆盖纬度区域的上边界作为当前目标纬度，并根据所述子星座设计任务需求、卫星传感器半角参数、纬度区域覆盖重数要求以及目标覆盖纬度区域的上下边界构建对应当前目标纬度的子星座，并得到相应的子星座参数；

根据当前得到的子星座参数求解该子星座各轨道面在目标纬度的覆盖经度范围，以及等效覆盖重数；

根据所述纬度离散步长对当前目标纬度进行更新，得到更新后的当前目标纬度，判断更新后的当前目标纬度是否在所述目标覆盖纬度区域内；

若更新后的当前目标纬度在所述目标覆盖纬度区域内，则判断已构建的子星座连续覆盖区域的覆盖经度范围以及等效覆盖重数是否可以覆盖更新后的当前目标纬度，若不可以，则构建对应更新后的当前目标纬度的子星座，并求解该子星座各轨道面在目标纬度的覆盖经度范围，以及等效覆盖重数；

若已构建的子星座连续覆盖区域的覆盖经度范围以及等效覆盖重数可以覆盖更新后的当前目标纬度，则再次根据所述纬度离散步长对当前目标纬度进行更新，并判断再次更新后的当前目标纬度是否在所述目标覆盖纬度区域内；

直至更新后的当前目标纬度不在所述目标覆盖纬度区域内时，则根据构建得到的所有子星座得到低轨混合星座。

2.根据权利要求1所述的基于SoC的低轨混合星座构建方法，其特征在于，所述根据所述子星座设计任务需求、卫星传感器半角参数、纬度区域覆盖重数要求以及目标覆盖纬度区域的上下边界构建对应当前目标纬度的子星座，并得到相应的子星座参数包括：

根据所述子星座设计任务需求确定待构建子星座的星座高度以及偏心率；

根据所述星座高度、卫星传感器半角参数、地球半径以及目标覆盖纬度区域的上下边界，基于预设公式对所述子星座参数进行依次计算；

所述子星座参数包括星座性能参数以及星座构型参数；

其中，所述星座性能参数包括卫星传感器半角对应的地心角、当前目标纬度对应的覆盖重数；

所述星座构型参数包括子星座中单轨道面的卫星数量、子星座轨道倾角、子星座轨道面数量、初始升交点赤经、初始纬度幅角以及相位因子。

3.根据权利要求2所述的基于SoC的低轨混合星座构建方法，其特征在于，在计算所述子星座轨道倾角时：

根据所述目标覆盖纬度区域的上下边界以及卫星传感器半角参数确定初步子星座轨道倾角；

采用大步长搜索和二分法高精度求解相结合的方法对所述初步子星座轨道倾角进行修正，得到所述子星座轨道倾角。

4.根据权利要求3所述的基于SoC的低轨混合星座构建方法，其特征在于，所述根据当前得到的子星座参数求解该子星座各轨道面在目标纬度的覆盖经度范围，以及等效覆盖重数包括：

根据所述子星座中单轨道面的卫星数量以及卫星传感器半角对应的地心角进行计算，得到卫星环内的等效覆盖重数；

根据子星座轨道倾角判断卫星环对当前目标纬度的覆盖情况，根据所述覆盖情况计算各卫星环对当前目标纬度的覆盖经度范围；

根据子星座所有卫星环对当前目标纬度的覆盖经度范围，得到子星座对当前目标纬度的覆盖经度范围，根据该覆盖经度范围以及各卫星环内的等效覆盖重数进行计算得到子星座的等效覆盖重数。

5.根据权利要求4所述的基于SoC的低轨混合星座构建方法，其特征在于，再根据当前得到的子星座参数求解该子星座各轨道面在目标纬度的覆盖经度范围，以及等效覆盖重数之后，还根据当前得到的覆盖经度范围以及等效覆盖重数分别对已有的各纬度的覆盖经度范围以及等效覆盖重数进行累计更新。

6.根据权利要求5所述的基于SoC的低轨混合星座构建方法，其特征在于，判断更新后的当前目标纬度是否在所述目标覆盖纬度区域内包括：

若更新后的当前目标纬度大于所述目标覆盖纬度区域的下边界，则更新后的当前目标纬度在所述目标覆盖纬度区域内；

若更新后的当前目标纬度小于所述目标覆盖纬度区域的下边界，则更新后的当前目标纬度不在所述目标覆盖纬度区域内。

7.根据权利要求6所述的基于SoC的低轨混合星座构建方法，其特征在于，判断已构建的子星座连续覆盖区域的覆盖经度范围以及等效覆盖重数可以覆盖更新后的当前目标纬度时，需要同时满足：

对更新后的当前目标纬度的已有经度覆盖区间为[0，2π]；

以及，对更新后的当前目标纬度的已有等效平均覆盖重数大于或等于该当前目标纬度在纬度区域覆盖重数要求中对应的覆盖重数；

否则判断已构建的子星座连续覆盖区域的覆盖经度范围以及等效覆盖重数不可以覆盖更新后的当前目标纬度。

8.一种基于SoC的低轨混合星座构建装置，其特征在于，所述装置包括：

星座构建参数获取模块，用于获取卫星传感器半角参数、目标覆盖纬度区域的上下边界、纬度区域覆盖重数要求、纬度离散步长、以及子星座设计任务需求；

子星座参数计算模块，用于将所述目标覆盖纬度区域的上边界作为当前目标纬度，并根据所述子星座设计任务需求、卫星传感器半角参数、纬度区域覆盖重数要求以及目标覆盖纬度区域的上下边界构建对应当前目标纬度的子星座，并得到相应的子星座参数；

覆盖信息获取模块，用于根据当前得到的子星座参数求解该子星座各轨道面在目标纬度的覆盖经度范围，以及等效覆盖重数；

当前目标纬度更新及更新后第一判断模块，用于根据所述纬度离散步长对当前目标纬度进行更新，得到更新后的当前目标纬度，判断更新后的当前目标纬度是否在所述目标覆盖纬度区域内；

更新后第二次判断及子星座构建模块，用于若更新后的当前目标纬度在所述目标覆盖纬度区域内，则判断已构建的子星座连续覆盖区域的覆盖经度范围以及等效覆盖重数是否可以覆盖更新后的当前目标纬度，若不可以，则构建对应更新后的当前目标纬度的子星座，并求解该子星座各轨道面在目标纬度的覆盖经度范围，以及等效覆盖重数；

目标纬度再次更新及判断模块，用于若已构建的子星座连续覆盖区域的覆盖经度范围以及等效覆盖重数可以覆盖更新后的当前目标纬度，则再次根据所述纬度离散步长对当前目标纬度进行更新，并判断再次更新后的当前目标纬度是否在所述目标覆盖纬度区域内；

低轨混合星座得到模块，用于直至更新后的当前目标纬度不在所述目标覆盖纬度区域内时，则根据构建得到的所有子星座得到低轨混合星座。

9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。