低轨巨型星座偏差演化分析方法及装置与流程

1.本发明涉及卫星技术领域，特别是涉及一种低轨巨型星座偏差演化分析方法及装置。


背景技术：

2.随着卫星小型化、轻量化与一箭多星技术的发展，在低轨空间建立巨型星座成为一大趋势。进而带来的星座运行安全问题备受人们关注，天体中任一微小碰撞都有可能引起灾难性的级联碰撞。受到复杂摄动的影响，由于测量数据、动力学模型、求解算法和执行机构上误差的存在，在测量星座相位可能会出现发散。因此需要对星座在轨道运行时进行分析研究，例如分析研究星座构型的偏差演化。
3.在相关技术中，对于一般随机动力轨道系统，概率密度随时间的演化方程满足fokker-planck方程，而对于维数较高且具有非线性摄动的轨道动力学系统(一般为6维)，fokker-planck方程求解会变得十分困难，因此概率密度演化往往需要进行局部线性化假设，并仅对低阶矩(如均值和协方差矩阵)进行演化分析。轨道动力学的偏差演化中，同行假设初始误差是高斯分布的，高斯误差椭球随时间而旋转扭曲，并由动力学中的非线性因素而可能变得非高斯化。目前主要的偏差演化方法有多项式混沌展开法、状态转移张量法、微分代数法、混合高斯模型法等。
4.然而相关技术中，对星座偏差演化的过程计算复杂，计算量较大，使得分析效率低。
5.为了实现上述目的，本发明提供了一种低轨巨型星座偏差演化分析方法及装置，旨在简化演化分析过程，提高演化分析效率，具体技术方案如下：
6.在本发明实施例的第一方面，提供一种低轨巨型星座偏差演化分析方法，获取目标摄动；基于半分析算法，根据所述目标摄动创建星座动力学模型，其中，所述星座动力学模型的参数包括平根数，所述星座动力学模型用于表征星座的运动状态；获取待分析星座的n个初始平根数，并将所述n个初始平根数输入所述星座动力学模型；获得所述星座动力学模型输出的所述n个初始平根数各自对应的待分析平根数，得到n个待分析平根数；基于monte carlo算法，将所述n个待分析平根数拟合出目标曲面；根据所述目标曲面对待分析星座的运动状态进行演化分析，其中，所述待分析星座为处于低轨道的卫星。
7.可选地，所述获取目标摄动，包括：获取地球非球形引力摄动，以及获取大气阻力摄动。
8.可选地，所述获取地球非球形引力摄动，包括：获取所述地球非球形引力摄动的一阶长期项以及所述地球非球形引力摄动的二阶长期项。
9.可选地，所述获取大气阻力摄动，还包括：获取所述大气阻力摄动的长期项。
10.可选地，所述基于monte carlo算法，将所述n个待分析平根数拟合出目标曲面，包括：基于所述monte carlo算法，将所述n个待分析平根数拟合出中间曲面；采用最小二乘法对所述中间曲面进行拟合，获得所述目标曲面。
11.可选地，所述待分析星座包括第一待分析星座和与所述第一待分析星座处于同轨道面的第二待分析星座，所述第一待分析星座和所述第二待分析星座两者间存在相位差且两者的实际平根数相同，将所述第一待分析星座作为基准星座，所述获取待分析星座的n个初始平根数，包括：获取所述第一待分析星座的实际平根数以及所述第二待分析星座的实际平根数；通过brouwer平瞬转换算法，将实际平根数转化为实际瞬根数，其中，所述实际瞬根数包括所述待分析星座运行时间以及所述第一待分析星座和所述第二待分析星座之间的目标标准差；根据所述目标标准差和所述实际瞬根数获得偏差瞬根数，其中，所述目标标准差包括所述第一待分析星座和所述第二待分析星座之间的位置标准差和/或所述第一待分析星座和所述第二待分析星座之间的速度标准差；根据所述偏差瞬根数生成瞬根数正态分布关系，其中，所述瞬根数正态分布关系表征所述待分析星座运行时间和所述目标标准差之间的对应关系；从所述正态分布关系中获取n个偏差瞬根数；根据所述brouwer平瞬转换算法，将所述n个偏差瞬根数转化为所述n个初始平根数。
12.可选地，根据所述brouwer平瞬转换算法，将所述n个偏差瞬根数转化为所述n个初始平根数，包括：获取所述地球非球形引力摄动的一阶周期项，以及获取坐标系附加摄动项；基于所述brouwer平瞬转换算法，根据所述地球非球形引力摄动的一阶长期项、所述地球非球形引力摄动的二阶长期项、所述地球非球形引力摄动的一阶周期项、所述大气阻力摄动的长期项、所述坐标系附加摄动项以及所述n个偏差瞬根数，获得所述n个初始平根数。
13.可选地，所述目标标准差包括位置标准差和/或速度标准差。
14.可选地，所述目标标准差还包括相位标准差。
15.在本发明实施例的第一方面，提供一种低轨巨型星座偏差演化分析装置，低轨巨型星座偏差演化分析装置包括：获取模块，用于获取目标摄动；创建模块，用于基于半分析算法，根据所述目标摄动创建星座动力学模型，其中，所述星座动力学模型的参数包括平根数，所述星座动力学模型用于表征星座的运动状态；输入模块，用于获取待分析星座的n个初始平根数，并将所述n个初始平根数输入所述星座动力学模型；输出模块，用于获得所述星座动力学模型输出的所述n个初始平根数各自对应的待分析平根数，得到n个待分析平根数；拟合模块，用于基于monte carlo算法，将所述n个待分析平根数拟合出目标曲面；分析模块，用于根据所述目标曲面对待分析星座的运动状态进行演化分析，其中，所述待分析星座为处于低轨道的卫星。
16.与现有技术相比，本发明提供了一种低轨巨型星座偏差演化分析方法及装置，具备以下有益效果：
17.先获取目标摄动；再基于半分析算法，根据目标摄动创建星座动力学模型，其中，星座动力学模型的参数包括平根数，星座动力学模型用于表征星座的运动状态；获取待分析星座的n个初始平根数，并将n个初始平根数输入星座动力学模型；获得星座动力学模型输出的n个初始平根数各自对应的待分析平根数，得到n个待分析平根数；基于monte carlo算法，将n个待分析平根数拟合出目标曲面；根据目标曲面对待分析星座的运动状态进行演化分析，其中，待分析星座为处于低轨道的卫星，由于半分析算法具有较高的计算效率，因此可以快速获得星座动力学模型，并且monte carlo算法不需要对获得的星座动力学模型进行操作、处理，通过monte carlo算法可以直接生成目标曲面，简单易行，结合半分析算法和monte carlo算法对卫星进行演化分析，提升了演化分析的效率。
附图说明
18.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，以下描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员而言，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附图。
19.图1示出了本技术一实施例提供的低轨巨型星座偏差演化分析方法的流程图；
20.图2示出了本技术图1中步骤s130的子步骤的流程图；
21.图3示出了本技术另一实施例提供的低轨巨型星座偏差演化分析方法的流程图。
具体实施方式
22.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。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。
23.随着卫星小型化、轻量化与一箭多星技术的发展，在低轨空间建立巨型星座成为一大趋势。进而带来的星座运行安全问题备受人们关注，天体中任一微小碰撞都有可能引起灾难性的级联碰撞。受到复杂摄动的影响，由于测量数据、动力学模型、求解算法和执行机构上误差的存在，星座相位可能会出现发散。因此需要对星座在轨道运行时进行分析研究，例如分析研究星座构型的偏差演化。
24.在相关技术中，对于一般随机动力系统，概率密度随时间的演化方程满足fokker-planck方程，而对于维数较高且具有非线性摄动的轨道动力学系统(一般为6维)，fokker-planck方程求解会变得十分困难，因此概率密度演化往往需要进行局部线性化假设，并仅对低阶矩(如均值和协方差矩阵)进行演化分析。轨道动力学的偏差演化中，同行假设初始误差是高斯分布的，高斯误差椭球随时间而旋转扭曲，并由动力学中的非线性因素而可能变得非高斯化。目前主要的偏差演化方法有多项式混沌展开法、状态转移张量法、微分代数法、混合高斯模型法等。
25.然而相关技术中，对星座偏差演化的过程计算复杂，计算量较大，使得分析效率低。
26.有鉴于此，本发明通过以下实施例提出一种低轨巨型星座偏差演化分析方法及装置，旨在简化分析过程，提高分析效率。
27.图1示出了本技术一实施例提供的低轨巨型星座偏差演化分析方法的流程图，请参阅图1，低轨巨型星座偏差演化分析方法包括如下步骤：
28.步骤s110、获取目标摄动。
29.其中，摄动指的是一天体围绕另一天体按照二体问题的规律运动时，因受其他天体的吸引或者其他因素的影响，在一天体运行的轨道上产生的偏差，可以理解地，摄动是作用在一天体上的扰动力。
30.在本实施例中，目标摄动表征的是其他天体对待分析星座造成的力的影响，待分析星座可以指发射在太空中的人造巨型卫星，用于负责军事目标探测、手机通讯等。并且，本实施例中涉及的待分析星座可以是低轨星座，其中，相较于传统的通讯卫星，低轨星座距
离地面的距离较近，例如，低轨星座可以在距离地面200至2000公里的轨道上运行。
31.在本实施例中，目标摄动包括地球非球形引力摄动j2和大气阻力摄动，获取地球非球形引力摄动，以及获取大气阻力摄动。其中，地球非球形引力摄动指的是由于地球并非正球体而是椭圆体，其内部的密度分布不均匀，从而产生的摄动。大气阻力摄动指的是待分析星座在距离地球较近的空间轨道上运行时，受到地球表面大气阻力产生的摄动。
32.可选地，在获得目标摄动后，可以根据目标摄动获取目标摄动项，其中，目标摄动项表征的是目标摄动的指标，在目标摄动的作用下，待分析星座的坐标、运动速度、运动轨道等要素都要发生变化，导致这种变化的成分成为目标摄动项。
33.在一种实施方式中，当所述目标摄动包括地球非球形引力摄动时，获取所述地球非球形引力摄动项，包括获取所述地球非球形引力摄动的一阶长期项以及所述地球非球形引力摄动的二阶长期项。
34.在另一种实施方式中，当所述目标摄动包括大气阻力摄动时，获取大气阻力摄动项，包括获取所述大气阻力摄动的长期项。
35.需要说明的是，目标摄动除了上述的地球非球形引力摄动、大气阻力摄动等非引力摄动外，还可以是引力摄动，在此不做具体限定。其中，引力摄动可以包括，但不限于地球引力摄动。
36.步骤s120、基于半分析算法，根据所述目标摄动创建星座动力学模型，其中，所述星座动力学模型的参数包括平根数，所述星座动力学模型用于表征星座的运动状态，通过星座动力学模型对待分析星座进行动力分析。
37.其中，半分析法的工具有stela(半分析卫星寿命分析工具包，semianalytic tool for end of life analysis)和dsst(draper半分析工具包，draper semianalytic satellite theory)等。
38.在一种实施方式中，目标摄动包括地球非球形引力摄动j2和大气阻力摄动，根据地球非球形引力摄动j2和大气阻力摄动创建星座动力学模型。作为一种方式，获取地球非球形引力摄动j2的一阶长期项、地球非球形引力摄动j2的二阶长期项以及大气阻力摄动的长期项，根据这三者创建星座动力学模型。
39.步骤s130、获取待分析星座的n个初始平根数，并将所述n个初始平根数输入所述星座动力学模型。
40.在一种实施方式中，所述待分析星座包括第一待分析星座和与所述第一待分析星座处于同轨道面的第二待分析星座，所述第一待分析星座和所述第二待分析星座两者间存在相位差，并且两者的相位差为δφ，也就是说，第一待分析星座的相位和第二待分析星座的相位不同。第一待分析星座和第二待分析星座两者的实际平根数相同，将所述第一待分析星座作为基准星座，当待分析星座包括第一待分析星座和第二待分析星座时，本实施例中的低轨巨型星座偏差演化分析方法分析的是随着星座的运动，第一待分析星座和第二待分析星座之间的运动状态的变化，图2示出了本技术图1中步骤s130的子步骤的流程图，步骤s130包括如下子步骤：
41.子步骤s131、获取所述第一待分析星座的实际平根数以及所述第二待分析星座的实际平根数。
42.其中，平根数表征的是待分析星座的运动参数的平均值，例如，平根数为待分析星
座在空间中的运动速度时，平根数表征的是待分析星座在空间中绕轨道运行一周的平均速度；又例如，平根数为待分析星座在空间中的运动周期时，平根数表征的是待分析星座在空间中的平均周期；再例如，平根数为待分析星座在空间中的角速度时，平根数表征的是待分析星座在空间中绕轨道运行一周的平均角速度。第一待分析星座的实际平根数和第二待分析星座的实际平根数相同，可以理解的是，第一待分析星座和第二待分析星座两者最开始的运动状态是相同的。
43.子步骤s132、通过brouwer平瞬转换算法，将实际平根数转化为实际瞬根数，其中，所述实际瞬根数包括所述待分析星座运行时间以及所述第一待分析星座和所述第二待分析星座之间的目标标准差。
44.可以理解的是，瞬根数表征的是待分析星座的运动参数的瞬时值，例如，瞬根数为待分析星座在空间中的运动速度时，瞬根数表征的是待分析星座在空间中绕轨道运行到某一位置的瞬时速度；又例如，瞬根数为待分析星座在空间中的运动周期时，瞬根数表征的是待分析星座运动到其轨迹上某一位置的的时间；再例如，瞬根数为待分析星座在空间中的角速度时，瞬根数表征的是待分析星座在空间中绕轨道运行运动到某一位置的瞬时角速度。
45.其中，brouwer平瞬转换算法可以实现平瞬转换，即实现平根数和瞬根数之间的转换，也就是说，可以通过brouwer平瞬转换算法将平根数转换为瞬根数，也可以通过brouwer平瞬转换算法将瞬根数转换成平根数。
46.作为一种实施方式，获取地球非球形引力摄动j2的一阶短周期项，使用brouwer平瞬转换算法的j2的一阶短周期项进行平顺转换。
47.在本实施例中，将实际平根数转化为实际瞬根数，获得是实际瞬根数是没有偏差的瞬根数。
48.需要说明的是，除了brouwer平瞬转换算法进行平瞬转换外，还可以使用软件工具进行平瞬转换，例如，工具可以为stk9(卫星工具包，satellite kit tool 9)。
49.子步骤s133、根据所述目标标准差和所述实际瞬根数获得偏差瞬根数，其中，所述目标标准差包括所述第一待分析星座和所述第二待分析星座之间的位置标准差和/或所述第一待分析星座和所述第二待分析星座之间的速度标准差。
50.其中，偏差瞬根值相较于真实的实际瞬根值存在偏差。
51.在一种实施方式中，当目标标准差包括所述第一待分析星座和所述第二待分析星座之间的位置标准差时，则偏差瞬根数包括位置分量，将位置标准差加入到第一待分析星座和第二待分析星座两个卫星各自的位置分量中，获得两个卫星各自对应的偏差瞬根数。
52.在另一种实施方式中，当目标标准差包括第一待分析星座和所述第二待分析星座之间的速度标准差时，则偏差瞬根数包括速度分量，将速度标准差加入到第一待分析星座和第二待分析星座两个卫星各自的速度分量中，获得两个卫星各自对应的偏差瞬根数。
53.子步骤s134、根据所述偏差瞬根数生成瞬根数正态分布关系，其中，所述瞬根数正态分布关系表征所述待分析星座运行时间和所述目标标准差之间的对应关系。
54.可选地，目标标准差还包括卫星相位标准差，卫星相位由近地点角距和平近点角之和表述，瞬根数正态分布关系表征待分析星座运行时间、位置分量、速度分量以及相位标准差之间的对应关系。
55.子步骤s135、从所述正态分布关系中获取n个偏差瞬根数。
56.获取待分析星座在其轨道的n个位置对应的待分析星座运行时间、位置分量、速度分量以及相位标准差中的至少一项，根据正态分布关系，获取n个位置每个位置对应的其他偏差瞬根值。例如，当获取的是待分析星座运行时间，基于正态分布关系，获取待分析星座运行时间对应的位置分量、速度分量以及相位标准差。
57.子步骤s136、根据所述brouwer平瞬转换算法，将所述n个偏差瞬根数转化为所述n个初始平根数。作为一种实施方式，获取所述地球非球形引力摄动的一阶周期项，以及获取坐标系附加摄动项；基于所述brouwer平瞬转换算法，根据所述地球非球形引力摄动的一阶长期项、所述地球非球形引力摄动的二阶长期项、所述地球非球形引力摄动的一阶周期项、所述大气阻力摄动的长期项、所述坐标系附加摄动项以及所述n个偏差瞬根数，获得所述n个初始平根数。
58.需要说明的是，brouwer平瞬转换算法可以实现平瞬转换，在子步骤s132中已有详述，请参照子步骤s132，在此不再赘述。
59.步骤s140、获得所述星座动力学模型输出的所述n个初始平根数各自对应的待分析平根数，得到n个待分析平根数。
60.n个初始平根数输入所述星座动力学模型，通过星座动力学模型用于运动参数的分析，星座动力学模型输出的所述n个初始平根数各自对应的待分析平根数，每个初始平根数对应一个待分析平根数，相应的，n个初始平根数对应n个待分析平根数。
61.步骤s150、基于monte carlo算法，将所述n个待分析平根数拟合出目标曲面。
62.在一种实施方式中，当偏差瞬根数包括位置分量时，基于monte carlo算法，根据位置分量、待分析星座运行时间以及相位标准差，拟合出位置分量-待分析星座运行时间-相位标准差曲面γ(t，σ(r)，σ(δφ))，可以理解的是，曲面γ(t，σ(r)，σ(δφ))表征的是位置分量、待分析星座运行时间以及相位标准差三者的映射关系。
63.在另一种实施方式中，当偏差瞬根数包括速度分量时，基于monte carlo算法，根据速度分量、待分析星座运行时间以及相位标准差，拟合出位置分量-待分析星座运行时间-相位标准差曲面γ(t，σ(r)，σ(δφ))。可以理解的是，γ(t，σ(v)，σ(δφ))表征的是速度分量、待分析星座运行时间以及相位标准差三者的映射关系。
64.假设星座站位保持控制仅有位置误差，生成4000个正态分布的样本，利用瞬平转换加入到平根数中，在动力学模型中进行t天轨道外推，改变初始样本的标准差，重复多次monte carlo仿真。
65.在又一种实施方式中，首先基于所述monte carlo算法(即蒙特卡罗算法)，将所述n个待分析平根数拟合出中间曲面。再采用最小二乘法对所述中间曲面进行拟合，获得所述目标曲面。其中，蒙特卡罗算法又叫统计模拟方法，它使用随机数(或伪随机数)来解决计算的问题，是一类重要的数值计算方法。
66.首先，获取待分析星座的平根数，利用这组平根数建立两颗具有固定相位差的卫星(即第一待分析星座和第二待分析星座)，利用地球非球形引力摄动j2项的一阶短周期项κ
sp
和一阶长周期项κ
ip
构建非线性方程组f：
67.68.其中为卫星平根数，κ(t)为瞬根数。
69.再由牛顿迭代给出平根数对应的瞬根数。κ
sp
中各开普勒根数的表达式为：
[0070][0071]
式中，所述(a，e，i，ω，ω，m)分别为轨道半长轴、轨道倾角、升交点赤经、近地点角距和平近点角，为半长轴的j2一阶短周期项，为偏心率的j2一阶短周期项，为轨道倾角的j2一阶短周期项，为升交点赤经的j2一阶短周期项，为近地点角距的j2一阶短周期项，为平近点角的j2一阶短周期项，f为真近点角，j2＝0.00108263，p＝a(1-e2)为半通径。j2一阶长周期项中各根数的表达式为：
[0072][0073]
其中，所述(a，e，i，ω，ω，m)分别为轨道半长轴、轨道倾角、升交点赤经、近地点角距和平近点角，为半长轴的j2一阶长周期项，
[0074]
为偏心率的j2一阶长周期项，为轨道倾角的j2一阶长周期项，为升交点赤经的j2一阶长周期项，为近地点角距的j2一阶长周期项，为平近点角的j2一阶长周期项。
[0075]
其次在站位保持控制仅有位置或速度误差的假设下，给定位置或速度的标准差σr和σv，生成位置误差或速度误差为正态分布的样本n(0，σr)和n(0，σv)。然后将有偏的位置速度转换为有偏的瞬根数，进而转换为有偏的平根数。以j2一阶二阶长期项和大气阻力二阶长期项为动力学模型，将两颗星的样本外推t天。其中j2一阶长期项为：
[0076][0077]
其中，(a，e，i，ω，ω，m)分别为轨道半长轴、轨道倾角、升交点赤经、近地点角距和平近点角，j2＝0.00108263，p＝a(1-e2)为半通径，n为目标卫星平均运动角速度，为半长轴的j2一阶长期项，为偏心率的j2一阶长期项，为轨道倾角的j2一阶长期项，
为升交点赤经的j2一阶长期项，为近地点角距的j2一阶长期项，为平近点角的j2一阶长期项，i为轨道倾角。
[0078]
j2项二阶长期项为：
[0079][0080]
其中，(a，e，i，ω，ω，m)分别为轨道半长轴、轨道倾角、升交点赤经、近地点角距和平近点角，为半长轴的j2二阶长期项，为偏心率的j2二阶长期项，为轨道倾角的j2二阶长期项，
[0081]
为升交点赤经的j2二阶长期项，为近地点角距的j2二阶长期项，为平近点角的j2二阶长期项，n为目标卫星平运动角速度，i为轨道倾角。
[0082]
大气阻力长期项κ
drag，sec
为：
[0083][0084]
其中，(a，e，i，ω，ω，m)分别为轨道半长轴、轨道倾角、升交点赤经、近地点角距和平近点角，i0、i1、i2、i3、i4分别为一阶、二阶、三阶、四阶第一类虚变量贝塞尔函数，a
sec，drag
为半长轴的大气阻力长期项，e
sec，drag
为偏心率的大气阻力长期项，i
sec，drag
为轨道倾角的大气阻力长期项，ω
sec，drag
为升交点赤经的大气阻力长期项，ω
sec，drag
为近地点角距的大气阻力长期项，m
sec，drag
为平近点角的大气阻力长期项。im(z)是第一类虚变量贝塞尔函数，z为其
自变量
[0085][0086]
b1、b2、f、c为中间变量：
[0087][0088]
其中cd为阻力系数，s为卫星横截面积，m为卫星质量，v＝0.1大气密度标高的变率，ne＝7.2921158553
×
10-5
rad/s是地球自转速度，(a0，e0，i0，ω0)是初始平根数，ρ
p0
和h
p0
是初始近地点处的大气密度和密度标高，r
p0
和v
p0
是初始近地点处的位置和速度。
[0089]
由monte carlo算法得到的两星相位差分布情况，统计其标准差σ(δφ)，绘制外推时间t、初始位置速度标准差σr或σv与相对相位标准差σ(δφ)组成的曲面图。记时间序列为x、初始位置或速度误差为y、相对相位差的标准差为z，(x，y，z)均为行向量，以为基函数，基于如下函数进行进行最小二乘曲面拟合:
[0090][0091]
构建以c
pq
为系数阵的曲面簇γ(x，y)：
[0092][0093]cpq
表示为矩阵c的形式：
[0094]
c＝(b
t
b)-1bt
zg(g
t
g)-1
[0095]
其中，矩阵b和g的表达式为
[0096][0097]
以上，星座初始状态误差对终端状态误差的近似关系得以建立。
[0098]
步骤s160、根据所述目标曲面对待分析星座的运动状态进行演化分析，其中，所述待分析星座为处于低轨道的卫星。
[0099]
平根数包括多种，在进行低轨巨型星座偏差演化分析时，根据一平根数(例如时间t1、t2)，从目标曲面上获取一平根数对应的其他平根数(例如，相位差等)，可以掌握第一代分析星座和第二待分析星座经过t2-t1时间后，两者的偏差。
[0100]
可选地，可以将演化分析结果显示在电子设备的显示屏上，便于研究人员浏览。
[0101]
本实施例提供的低轨巨型星座偏差演化分析方法，先获取目标摄动；再基于半分析算法，根据目标摄动创建星座动力学模型，其中，星座动力学模型的参数包括平根数，星座动力学模型用于表征星座的运动状态；获取待分析星座的n个初始平根数，并将n个初始平根数输入星座动力学模型；获得星座动力学模型输出的n个初始平根数各自对应的待分析平根数，得到n个待分析平根数；基于monte carlo算法，将n个待分析平根数拟合出目标曲面；根据目标曲面对待分析星座的运动状态进行演化分析，其中，待分析星座为处于低轨道的卫星，由于半分析算法具有较高的计算效率，因此可以快速获得星座动力学模型，并且monte carlo算法不需要对获得的星座动力学模型进行操作、处理，通过monte carlo算法可以直接生成目标曲面，简单易行，结合半分析算法和monte carlo算法对卫星进行演化分析，提升了演化分析的效率。
[0102]
请参阅图3，示出了本技术一实施例提供的低轨巨型星座偏差演化分析方法。
[0103]
为实现上述方法类实施例，本实施例提供一种低轨巨型星座偏差演化分析装置，所述装置包括：获取模块，用于获取目标摄动；
[0104]
创建模块，用于基于半分析算法，根据所述目标摄动创建星座动力学模型，其中，所述星座动力学模型的参数包括平根数，所述星座动力学模型用于表征星座的运动状态；
[0105]
输入模块，用于获取待分析星座的n个初始平根数，并将所述n个初始平根数输入所述星座动力学模型；
[0106]
输出模块，用于获得所述星座动力学模型输出的所述n个初始平根数各自对应的待分析平根数，得到n个待分析平根数；
[0107]
拟合模块，用于基于monte carlo算法，将所述n个待分析平根数拟合出目标曲面；
[0108]
分析模块，用于根据所述目标曲面对待分析星座的运动状态进行演化分析，其中，所述待分析星座为处于低轨道的卫星。
[0109]
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述装置中模块/单元/子单元/组件的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
[0110]
在本技术所提供的几个实施例中，所显示或讨论的模块相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
[0111]
另外，在本技术各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理模块中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。
[0112]
综上所述，本技术提供的一种低轨巨型星座偏差演化分析方法及装置，先获取目标摄动；再基于半分析算法，根据目标摄动创建星座动力学模型，其中，星座动力学模型的参数包括平根数，星座动力学模型用于表征星座的运动状态；获取待分析星座的n个初始平根数，并将n个初始平根数输入星座动力学模型；获得星座动力学模型输出的n个初始平根数各自对应的待分析平根数，得到n个待分析平根数；基于monte carlo算法，将n个待分析平根数拟合出目标曲面；根据目标曲面对待分析星座的运动状态进行演化分析，其中，待分析星座为处于低轨道的卫星，由于半分析算法具有较高的计算效率，因此可以快速获得星座动力学模型，并且monte carlo算法不需要对获得的星座动力学模型进行操作、处理，通
过monte carlo算法可以直接生成目标曲面，简单易行，结合半分析算法和monte carlo算法对卫星进行演化分析，提升了演化分析的效率。
[0113]
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0114]
本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
[0115]
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。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，均包含在本发明的保护范围内。