基于SGP4算法的掩星每日任务规划系统及其使用方法与流程

本发明属于掩星任务规划领域，尤其是涉及一种基于sgp4算法的掩星每日任务规划系统及其使用方法。

背景技术：

1、随着航天技术不断提升，太空中出现多种商业卫星对地球信息进行观测。掩星对于地球观测成为其中热门，但是随着越来越多的掩星在轨运行，掩星每天的任务规划及在轨控制管理成为问题。目前存在以下问题：

2、需要人手动使用公式去计算圈次信息，根据圈次信息计算任务时间规划任务，手动使用表格或者文本格式进行指令源码拼接，人效率很低，花费时间漫长；如果在轨卫星数量多，花费时间更多，增加了人力成本。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明旨在提出一种基于sgp4算法的掩星每日任务规划系统及其使用方法，以解决上述现有技术中存在的问题。

2、为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

3、第一方面，本发明提供一种基于sgp4算法的掩星每日任务规划系统，包括时间设置模块、轨道类型选择模块、sgp4算法模块、测站预报信息存储模块、地面站仰角设置模块、卫星类型选择模块、圈次门限值设置模块、卫星弧段信息显示模块、卫星遥控指令参数设置模块、卫星遥控指令参数计算模块、卫星业务指令模板选择模块和卫星业务指令生成模块，所述时间设置模块依次与轨道类型选择模块、sgp4算法模块、测站预报信息存储模块、地面站仰角设置模块、卫星类型选择模块、圈次门限值设置模块、卫星弧段信息显示模块、卫星遥控指令参数设置模块、卫星遥控指令参数计算模块、卫星业务指令模板选择模块和卫星业务指令生成模块通信连接。

4、第二方面，基于同一方面构思，本发明还提供了一种基于sgp4算法的掩星每日任务规划系统使用方法，包括以下步骤：

5、s1、提供掩星轨道进行卫星过境地面站的圈次预报；

6、s2、基于步骤s1的圈次预报信息计算任务执行时间；

7、s3、基于步骤s2的任务执行时间自动生成掩星指令文件。

8、进一步的，在步骤s1中，提供掩星轨道进行卫星过境地面站的圈次预报，包括：

9、s11、基于轨道类型选择模块使用在轨掩星数据生成六根数形式或者两行根数形式的卫星轨道格式；

10、s12、通过步骤s11中两种卫星格式中的任意一种轨道格式的卫星轨道，基于sgp4算法模块调用sgp4算法获取掩星过境地面站的圈次预报，获得圈次预报信息，将圈次预报信息生成文本格式的文件，并存入测站预报信息存储模块。

11、进一步的，在步骤s11中，基于轨道类型选择模块使用在轨掩星数据生成六根数形式或者两行根数形式的卫星轨道格式，生成过程包括：

12、六根数是通过卫星传递下来的遥测信号，通过地面站设备里的基带设备进行解调，将模拟信号转变为数字信号，数字信号的数据信息里有卫星每一时刻对应的xyz轴位置和速度信息，使用卫星的xyz轴位置和速度信息，通过代码将卫星的xyz轴位置和速度信息转换变为六根数形式的卫星轨道格式；

13、六根数形式通过代码转换为两行根数形式。

14、进一步的，在步骤s12中，圈次预报信息包括卫星名称、地面站名称、弧段开始时间、弧段结束时间、数传开始时间、数传结束时间、升降轨标志、出入境方位角信息。

15、进一步的，在步骤s2中，基于步骤s1的圈次预报信息计算任务执行时间，包括：

16、s21、基于时间设置模块设置需要规划任务的时间；

17、s22、基于轨道类型选择模块选择一种卫星轨道格式的文件，调用sgp4算法模块，计算卫星过境圈次信息，卫星过境圈次信息包括卫星每秒经过地面站时，卫星相对于地面站的方位角、俯仰角、卫星每秒在地图上的经纬位置信息，将这些信息转换为文本格式文件，放置在测站预报信息存储模块的主程序文件夹下；

18、s23、基于地面站仰角设置模块、卫星弧段信息显示模块设置卫星数传任务仰角，处理文本格式文件的圈次信息，显示符合仰角约束的圈次信息；

19、s24、基于卫星类型选择模块、卫星遥控指令参数设置模块、卫星遥控指令参数计算模块，选择生成指令的卫星类型，设置掩星的调制时间、数传发射机延时约束条件，计算掩星跟踪开始、跟踪结束、转存开始、转存结束、数据下载开始执行的累计秒、掩星数据转存持续的时间以及掩星在不同下载速率下的数据下载所需要时间；

20、s25、基于卫星数传速率选择模块根据卫星过境圈次时间信息、星上存储数据量以及掩星在不同下载速率下的数据下载所需要时间，选择掩星下载速率进行圈次任务规划；

21、s26、基于卫星业务指令模版选择模块、卫星业务指令生成模块，选择掩星指令固定模版，基于生成上注指令。

22、进一步的，在步骤s3中，基于步骤s2的任务执行时间自动生成掩星指令文件，包括：

23、用户确认需要执行任务的圈次以及需要下载数据的数传码速率，点击指令制作模版，规划系统根据选定的执行任务的圈次、掩星下载数据的数传码速率，自动计算数据下载结束的时间以及自动生成执行指令文件。

24、相对于现有技术，本发明所述的基于sgp4算法的掩星每日任务规划系统及其使用方法具有以下优势：

25、（1）本发明所述的基于sgp4算法的掩星每日任务规划系统及其使用方法，本发明使用掩星轨道，通过调用sgp4算法计算圈次信息，是对掩星数据产品的一种应用；本发明提供计算的转存开始、转存结束、实际数据下载开始执行的累计秒，掩星数据转存持续的时间以及掩星在不同下载速率下的数据下载所需要时间，不需要专人进行手动计算，减少操作人员负担以及计算错误情况出现。

26、（2）本发明所述的基于sgp4算法的掩星每日任务规划系统及其使用方法，本发明自动生成任务执行指令，能有效自动计算转换避免造成数据错误，卫星上注指令失败的情况出现。

技术特征：

1.基于sgp4算法的掩星每日任务规划系统，其特征在于：包括时间设置模块、轨道类型选择模块、sgp4算法模块、测站预报信息存储模块、地面站仰角设置模块、卫星类型选择模块、圈次门限值设置模块、卫星弧段信息显示模块、卫星遥控指令参数设置模块、卫星遥控指令参数计算模块、卫星业务指令模板选择模块和卫星业务指令生成模块，所述时间设置模块依次与轨道类型选择模块、sgp4算法模块、测站预报信息存储模块、地面站仰角设置模块、卫星类型选择模块、圈次门限值设置模块、卫星弧段信息显示模块、卫星遥控指令参数设置模块、卫星遥控指令参数计算模块、卫星业务指令模板选择模块和卫星业务指令生成模块通信连接。

2.基于sgp4算法的掩星每日任务规划系统使用方法，应用权利要求1所述的基于sgp4算法的掩星每日任务规划系统，其特征在于：包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的基于sgp4算法的掩星每日任务规划系统使用方法，其特征在于：在步骤s1中，提供掩星轨道进行卫星过境地面站的圈次预报，包括：

4.根据权利要求3所述的基于sgp4算法的掩星每日任务规划系统使用方法，其特征在于：在步骤s11中，基于轨道类型选择模块使用在轨掩星数据生成六根数形式或者两行根数形式的卫星轨道格式，生成过程包括：

5.根据权利要求3所述的基于sgp4算法的掩星每日任务规划系统使用方法，其特征在于：在步骤s12中，圈次预报信息包括卫星名称、地面站名称、弧段开始时间、弧段结束时间、数传开始时间、数传结束时间、升降轨标志、出入境方位角信息。

6.根据权利要求5所述的基于sgp4算法的掩星每日任务规划系统使用方法，其特征在于：在步骤s2中，基于步骤s1的圈次预报信息计算任务执行时间，包括：

7.根据权利要求6所述的基于sgp4算法的掩星每日任务规划系统使用方法，其特征在于：在步骤s3中，基于步骤s2的任务执行时间自动生成掩星指令文件，包括：

技术总结
本发明提供了一种基于SGP4算法的掩星每日任务规划系统及其使用方法，包括各个依次连接的功能模块。本发明有益效果：本发明使用掩星轨道，通过调用SGP4算法计算圈次信息，是对掩星数据产品的一种应用；本发明提供计算的转存开始、转存结束、实际数据下载开始执行的累计秒，掩星数据转存持续的时间以及掩星在不同下载速率下的数据下载所需要时间，不需要专人进行手动计算，减少操作人员负担以及计算错误情况出现。

技术研发人员：刘永成,耿建犇,刘明洋,侯俊鹏,王鹏程,黄满义,李峰辉,李兴国
受保护的技术使用者：天津云遥宇航科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/24