本发明涉及一种折射星规划方法。更具体地，涉及一种折射星观测序列的规划方法及应用。
背景技术：
随着航天技术的进步，迫切需要发展一种应用范围不受轨道高度限制、抗干扰能力强、能够长时间工作的导航手段。长航时自主导航是亟需解决的技术瓶颈，尤其是长航时自主定位技术，从国内外研究情况和专业发展趋势来看，天文导航是解决这一技术难题的技术途径。天文导航是以已知准确空间位置的自然天体为导航信标，通过解算天体观测信息确定测量点所在载体导航信息的自主导航方法。天文导航作为一种高精度的自主导航方法，其独特的优势一直倍受各国重视，也是研究的热点之一，各国都在积极寻求适用于航天领域的天文导航新原理、新方法。与其他众多导航手段相比，天文导航具备定位误差不随时间积累，定位精度与航行距离无关，受速度影响小，不受敌方电磁干扰等优点，是一种完全自主的导航方法。通过对自然天体的观测进而解算出姿态、位置信息的导航方式，非常适合应用于航天领域，其具备被动式测量、抗干扰能力强、不受轨道高度限制的特点，是解决长航时自主导航技术难题的有效技术途径。
星光折射导航方法作为天文导航方法的一种，具有所需硬件设备成熟、便于轻小型化设计等优点，是近期能够取得工程突破的天文导航方法。为了保证应用过程中顺利完成星光折射观测，需要提前对观测对象——折射星进行规划，从而保证导航观测信息的顺利获取。
技术实现要素：
本发明的第一个目的在于提供一种折射星观测序列的规划方法。
本发明的第二个目的在于提供一种折射星观测序列的规划方法在星光折射导航中的应用。
为达到上述第一个目的，本发明采用下述技术方案：
一种折射星观测序列的规划方法，包括如下步骤：
s1：确定飞行器中光学观测器能观测到的亮度范围；
s2：获取星等亮度在所述亮度范围内的折射星的信息；
s3：计算所述飞行器位置矢量与折射星位置矢量间的夹角θ3：
其中：
s4：筛选出符合公式：θ1≤θ3≤θ2的折射星，形成折射星观测序列，从而实现对折射星观测序列的规划；
其中：
其中，θ1为所述飞行器的位置矢量与飞行器位置到地球临边视高度下界阈值切线矢量之间的夹角；
θ2为所述飞行器的位置矢量与飞行器位置到地球临边视高度上界阈值切线矢量之间的夹角；
hmin为地球临边视高度下界，即地表至所述飞行器中导航可用的视高度范围的最低点的距离；
hmax为地球临边视高度上界，即地表至所述飞行器中导航可用的视高度范围的最高点的距离。
优选地，步骤s2中获取星等亮度在所述亮度范围内的折射星的信息的方法包括：从包含完备的v星等亮于10等星的星体数据库中筛选出符合所述亮度范围的所有星体，作为折射星，并获取该星体的包括经度和纬度的位置参数。
优选地，所述星体数据库中的星体包括恒星、大行星、变星、双星、星云、星团、彗星和太阳。
本发明还保护上述折射星观测序列的规划方法在星光折射导航中的应用。
本发明的有益效果如下：
本发明的技术方案通过折射星观测序列的规划，可以预先计算出能在地球临边观测到的折射星信息，解决了目前缺少折射星观测序列的规划方法的问题，为我国天文导航，尤其是星光折射导航方法中观测对象-折射星序列规划方法填补了技术空白。且由于该方案可有效准确地获取导航信息，大大提升了星光折射导航方法中观测信息的获取能力，从根本上保证了星光折射测导航方案的应用性，从而更好的应用于天文导航等长航时自主导航技术中。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
图1示出本发明一种折射星观测序列的规划方法的步骤流程图。
图2示出本发明一种折射星观测序列的规划方法的示意图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
图1为本发明一种折射星观测序列的规划方法的步骤流程图。图2为本发明一种折射星观测序列的规划方法的示意图。
如图1和图2所示，本发明一种折射星观测序列的规划方法，包括如下步骤：
s1：确定飞行器中光学观测器能观测到的亮度范围；
由于恒星星光穿越地球表面大气时会发生折射，折射后的星光向内弯曲。为了观测到折射星，需要确定观测设备应具有的观测能力。
s2：获取星等亮度在所述亮度范围内的折射星的信息；
在一个示例中，获取星等亮度在所述亮度范围内的折射星的信息的方法包括：从包含完备的v星等亮于10等星的星体数据库中筛选出符合所述亮度范围的所有星体，作为折射星，并获取该星体的包括经度和纬度的位置参数。具体的方法可包括例如：在星体数据库中，根据用户的需求如星等亮度及星体类型的限定等，通过软件筛选出符合要求的折射星，并以文件进行输出。其中，所述星体数据库中的星体包括恒星、大行星、变星、双星、星云、星团、彗星和太阳。
s3：分别计算所述飞行器位置矢量与步骤s2筛选出的各折射星位置矢量间的夹角θ3：
其中：
本发明中，
s4：筛选出符合公式：θ1≤θ3≤θ2的折射星，形成折射星观测序列，从而实现对折射星观测序列的规划；
其中：
其中，θ1为所述飞行器的位置矢量与飞行器位置到地球临边视高度下界阈值切线矢量之间的夹角；
θ2为所述飞行器的位置矢量与飞行器位置到地球临边视高度上界阈值切线矢量之间的夹角；
hmin为地球临边视高度下界，即地表至所述飞行器中导航可用的视高度范围的最低点的距离；
hmax为地球临边视高度上界，即地表至所述飞行器中导航可用的视高度范围的最高点的距离。
具体地，步骤s4中，若飞行器位置矢量与某一折射星位置矢量间的夹角θ3不满足条件θ1≤θ3≤θ2，则该折射星不符合折射星观测序列的要求；若飞行器位置矢量与某一折射星位置矢量间的夹角θ3满足条件θ1≤θ3≤θ2，则该折射星符合折射星观测序列的要求，并将该折射星作为折射星观测序列的一员，由此筛选出所有符合条件θ1≤θ3≤θ2的折射星，其集合形成折射星观测序列，从而实现对折射星观测序列的规划。通过所述规划方法获得的折射星观测序列中的所有折射星均可作为有效的折射星用于星光折射导航中。
本发明的规划方法可应用于星光折射导航中，可大大提升星光折射导航方法中观测信息的获取能力，从根本上保证了星光折射导航方案的应用性，从而更好的应用于天文导航等长航时自主导航技术中。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。