衛(wèi)星轉(zhuǎn)移軌道搜索方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本申請總體上設(shè)及捜索方法，更具體地，設(shè)及衛(wèi)星轉(zhuǎn)移軌道捜索方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 一些已知的衛(wèi)星跟蹤系統(tǒng)采用空間監(jiān)視傳感器（諸如空間監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)（SSN))來獲 得或者重新獲得已經(jīng)沿著轉(zhuǎn)移軌道從初始軌道調(diào)動(dòng)（例如，轉(zhuǎn)移調(diào)動(dòng)）至最終軌道的衛(wèi)星 或者常駐空間物體巧SO)的位置信息。初始轉(zhuǎn)移調(diào)動(dòng)的時(shí)間和地點(diǎn)中的不確定性通常造成 在轉(zhuǎn)移軌道期間衛(wèi)星的位置或者地點(diǎn)的不確定性。通常，在轉(zhuǎn)移調(diào)動(dòng)發(fā)起之后，衛(wèi)星的監(jiān) 護(hù)（例如，位置意識(shí)）丟失，并且隨后在衛(wèi)星進(jìn)行最終調(diào)動(dòng)W進(jìn)入最終軌道之后重新得到。 尋找衛(wèi)星的空間監(jiān)視傳感器通常進(jìn)行運(yùn)樣的捜捜，該捜索是不協(xié)調(diào)的并且依賴于有限的觀 測和/或歷史分布，其提供軌道參數(shù)的粗略估計(jì)。當(dāng)前捜索方法常常導(dǎo)致傳感器資源的使 用率低，運(yùn)是因?yàn)椴淮硇l(wèi)星的位置的傳感器覆蓋區(qū)域并不覆蓋衛(wèi)星位于其中的地點(diǎn)、和/ 或未協(xié)調(diào)傳感器之間的捜索嘗試，從而導(dǎo)致重疊的覆蓋范圍。產(chǎn)生的不確定性導(dǎo)致重新得 到衛(wèi)星的監(jiān)護(hù)具有明顯的延遲并且在知道衛(wèi)星的位置之前等待數(shù)小時(shí)或者數(shù)天的時(shí)間。
[0003] 另外，難W確定不合作實(shí)體擁有或者操作的衛(wèi)星或者失去通信的衛(wèi)星的位置。通 常，基于已知的捜索方法，可能需要幾個(gè)小時(shí)來跟蹤運(yùn)些衛(wèi)星的位置。在一些情形中，在衛(wèi) 星到達(dá)最終軌道之后確定衛(wèi)星的位置數(shù)據(jù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 示例性方法包括基于衛(wèi)星的約束轉(zhuǎn)移軌道確定與衛(wèi)星的轉(zhuǎn)移軌道相關(guān)的扁圓外 擺線段的端點(diǎn)，并且使用處理器基于衛(wèi)星數(shù)據(jù)和端點(diǎn)計(jì)算扁圓外擺線段的形狀，W限定捜 索區(qū)從而在衛(wèi)星沿著轉(zhuǎn)移軌道移動(dòng)時(shí)確定衛(wèi)星的位置。 陽〇化]另一示例性方法包括確定衛(wèi)星的約束轉(zhuǎn)移軌道的范圍，并且在指定時(shí)間基于約束 轉(zhuǎn)移軌道的范圍，確定與衛(wèi)星的轉(zhuǎn)移軌道相關(guān)的一個(gè)或多個(gè)扁圓外擺線段的端點(diǎn)；W及使 用處理器基于端點(diǎn)計(jì)算一個(gè)或多個(gè)外擺線段，其中，一個(gè)或多個(gè)扁圓外擺線段限定同時(shí)間 線（isotemporal)、表面或者體積W在指定時(shí)間限定衛(wèi)星的捜索區(qū)。
[0006] 示例性有形機(jī)器可讀介質(zhì)具有存儲(chǔ)在其上的指令，當(dāng)執(zhí)行指令時(shí)，使機(jī)器確定與 衛(wèi)星的轉(zhuǎn)移軌道相關(guān)的扁圓外擺線段的端點(diǎn)，并且基于衛(wèi)星數(shù)據(jù)和端點(diǎn)計(jì)算扁圓外擺線 段，其中，當(dāng)衛(wèi)星沿著轉(zhuǎn)移軌道移動(dòng)時(shí)，該段被用于捜索衛(wèi)星的位置。
[0007] 此外，本公開內(nèi)容包括根據(jù)下列項(xiàng)的實(shí)施方式： 陽00引項(xiàng)1. 一種方法，包括：
[0009] 基于衛(wèi)星的約束轉(zhuǎn)移軌道確定與衛(wèi)星的轉(zhuǎn)移軌道相關(guān)的扁圓外擺線段的端點(diǎn)；并 且
[0010] 使用處理器基于衛(wèi)星數(shù)據(jù)和端點(diǎn)計(jì)算扁圓外擺線段的形狀，W當(dāng)衛(wèi)星沿著轉(zhuǎn)移軌 道移動(dòng)時(shí)限定捜索區(qū)W確定衛(wèi)星的位置。
[0011] 項(xiàng)2.根據(jù)項(xiàng)1中限定的所述方法，進(jìn)一步包括使用處理器基于扁圓外擺線段產(chǎn)生 捜索參數(shù)w尋找衛(wèi)星的位置。
[0012] 項(xiàng)3.根據(jù)項(xiàng)2中限定的所述方法，其中，捜索參數(shù)包括捜索欄、捜索區(qū)域或者捜索 區(qū)。
[0013] 項(xiàng)4.根據(jù)項(xiàng)1中限定的所述方法，進(jìn)一步包括關(guān)于扁圓外擺線段，計(jì)算衛(wèi)星的位 置的概率分布函數(shù)。
[0014] 項(xiàng)5.根據(jù)項(xiàng)中限定的所述方法，進(jìn)一步包括基于扁圓外擺線段，引導(dǎo)傳感器捜索 衛(wèi)星。
[0015] 項(xiàng)6.根據(jù)項(xiàng)1中限定的所述方法，其中，根據(jù)時(shí)間計(jì)算扁圓外擺線段。
[0016] 項(xiàng)7.根據(jù)項(xiàng)1中限定的所述方法，其中，根據(jù)時(shí)間確定端點(diǎn)。
[0017] 項(xiàng)8.根據(jù)項(xiàng)1中限定的所述方法，其中，衛(wèi)星數(shù)據(jù)包括衛(wèi)星的速率、衛(wèi)星的位置、 衛(wèi)星的最近已知的軌道、暫泊軌道兩行根數(shù)、目標(biāo)軌道的期望大小與形狀、可能調(diào)動(dòng)時(shí)間的 范圍、很可能調(diào)動(dòng)時(shí)間的概率分布函數(shù)、或者協(xié)方差矩陣中的一個(gè)或多個(gè)。
[001引項(xiàng)9.根據(jù)項(xiàng)1中限定的所述方法，其中，扁圓外擺線段限定同時(shí)間路線（an isotemporalline)的邊界、表面或者體積。
[0019] 項(xiàng)10. -種方法，包括：
[0020] 確定衛(wèi)星的約束轉(zhuǎn)移軌道的范圍；并且
[0021] 基于約束轉(zhuǎn)移軌道的范圍在指定時(shí)間確定與衛(wèi)星的轉(zhuǎn)移軌道相關(guān)的一個(gè)或多個(gè) 扁圓外擺線段的端點(diǎn)；并且
[0022] 使用處理器基于端點(diǎn)計(jì)算一個(gè)或多個(gè)扁圓外擺線段，其中，一個(gè)或多個(gè)扁圓外擺 線段限定同時(shí)間路線、表面或者體積W在指定時(shí)間限定衛(wèi)星的捜索區(qū)。
[0023] 項(xiàng)11.根據(jù)項(xiàng)10中限定的所述方法，進(jìn)一步包括當(dāng)衛(wèi)星沿著轉(zhuǎn)移軌道移動(dòng)時(shí)，基 于扁圓外擺線段捜索衛(wèi)星的位置。
[0024] 項(xiàng)12.根據(jù)項(xiàng)11中限定的所述方法，進(jìn)一步包括計(jì)算衛(wèi)星的位置的概率分布函 數(shù)，并且其中，進(jìn)一步基于概率分布函數(shù)捜索衛(wèi)星的位置。
[00巧]項(xiàng)13.根據(jù)項(xiàng)11中限定的所述方法，其中，捜索衛(wèi)星的位置包括基于扁圓外擺線 段引導(dǎo)傳感器。
[00%] 項(xiàng)14.根據(jù)項(xiàng)11中限定的所述方法，其中，捜索衛(wèi)星的位置包括產(chǎn)生捜索模式。
[0027] 項(xiàng)15.根據(jù)項(xiàng)10中限定的所述方法，其中，衛(wèi)星數(shù)據(jù)包括衛(wèi)星的速率、衛(wèi)星的位 置、衛(wèi)星的最近已知的軌道、暫泊軌道兩行根數(shù)設(shè)置、目標(biāo)軌道的期望大小與形狀、可能調(diào) 動(dòng)時(shí)間的范圍、很可能調(diào)動(dòng)時(shí)間的概率分布函數(shù)、或者協(xié)方差矩陣中的一個(gè)或多個(gè)。
[0028] 項(xiàng)16. -種具有存儲(chǔ)在其上的指令的有形機(jī)器可讀介質(zhì)，當(dāng)執(zhí)行指令時(shí)，使機(jī)器：
[0029] 確定與衛(wèi)星的轉(zhuǎn)移軌道相關(guān)的扁圓外擺線段的端點(diǎn)；并且
[0030] 基于衛(wèi)星數(shù)據(jù)和端點(diǎn)計(jì)算扁圓外擺線的段，該段用于衛(wèi)星沿著轉(zhuǎn)移軌道移動(dòng)時(shí)捜 索衛(wèi)星的位置。
[0031] 項(xiàng)17.根據(jù)項(xiàng)16中限定的具有存儲(chǔ)在其上的指令的所述機(jī)器可讀介質(zhì)，當(dāng)執(zhí)行指 令時(shí)，進(jìn)一步當(dāng)衛(wèi)星沿著轉(zhuǎn)移軌道移動(dòng)時(shí)使機(jī)器計(jì)算衛(wèi)星的位置的概率分布函數(shù)。 陽0巧項(xiàng)18.根據(jù)項(xiàng)16中限定的具有存儲(chǔ)在其上的指令的所述機(jī)器可讀介質(zhì)，當(dāng)執(zhí)行指 令時(shí)，進(jìn)一步使機(jī)器將段或者基于段的捜索區(qū)提供至檢測傳感器W用于當(dāng)衛(wèi)星沿著轉(zhuǎn)移軌 道移動(dòng)時(shí)捜索衛(wèi)星的位置。
[0033] 項(xiàng)19.根據(jù)項(xiàng)16中限定的具有存儲(chǔ)在其上的指令的所述機(jī)器可讀介質(zhì)，其中，衛(wèi) 星數(shù)據(jù)包括衛(wèi)星的速率、衛(wèi)星的位置、衛(wèi)星的最近已知的軌道、暫泊軌道兩行根數(shù)、目標(biāo)軌 道的期望大小與形狀、可能調(diào)動(dòng)時(shí)間的范圍、很可能調(diào)動(dòng)時(shí)間的概率分布函數(shù)、或者協(xié)方差 矩陣中的一個(gè)或多個(gè)。
[0034] 項(xiàng)20.根據(jù)項(xiàng)16中限定的具有存儲(chǔ)在其上的指令的所述機(jī)器可讀介質(zhì)，其中，通 過確定扁圓外擺線并且基于端點(diǎn)再劃分扁圓外擺線來計(jì)算段。
【附圖說明】
[0035] 圖1是示例性衛(wèi)星經(jīng)由已知的轉(zhuǎn)移軌道從初始軌道移動(dòng)至最終軌道的的示例性 軌道路徑示圖。
[0036] 圖2是當(dāng)精確的轉(zhuǎn)移軌道未知時(shí)，從初始軌道移動(dòng)至最終軌道的另一示例性衛(wèi)星 的示例性軌道路徑示圖。
[0037] 圖3是根據(jù)本公開內(nèi)容的教導(dǎo)的圖2中示出的示例性衛(wèi)星在隨后的時(shí)間具有示例 性扁圓外擺線的另一示例性軌道路徑示圖。
[003引圖4示出圖3的示例性軌道路徑示圖的多個(gè)同時(shí)間路線的示例性形狀和位置，代 表在不同的示例性時(shí)間的可能的衛(wèi)星地點(diǎn)。
[0039] 圖5是可W用于實(shí)現(xiàn)本文中公開的示例的示例性方法的流程圖表示。 W40] 圖6是能夠執(zhí)行機(jī)器可讀指令W實(shí)現(xiàn)圖5的示例性方法的示例性處理器平臺(tái)的框 圖。
[0041] 只要可能，會(huì)貫穿附圖W及相關(guān)的說面描述，使用相同的參考數(shù)字來指示相同或 者類似的部件。
【具體實(shí)施方式】
[0042] 本文中公開了轉(zhuǎn)移軌道捜索模式算法。通常，繞地球軌道的衛(wèi)星或者常駐空間物 體巧SO)在進(jìn)行初始的調(diào)動(dòng)之前可W位于暫泊軌道或者初始軌道（例如，第一軌道），W引 入轉(zhuǎn)移軌道（地球同步轉(zhuǎn)移軌道等）從而到達(dá)最終軌道。然后，衛(wèi)星可W進(jìn)行最終的調(diào)動(dòng) W保持最終軌道。例如，衛(wèi)星可W從低地軌道（LEO)開始并且經(jīng)由地球同步轉(zhuǎn)移軌道（GT0) 而調(diào)動(dòng)W到達(dá)最終的地球同步軌道（GE0)。當(dāng)通常通過衛(wèi)星推進(jìn)器發(fā)生的初始調(diào)動(dòng)的時(shí)間 和地點(diǎn)未知時(shí)，可能失去衛(wèi)星的監(jiān)護(hù)（即，衛(wèi)星的位置意識(shí)），從而要求傳感器的系統(tǒng)（例 如，檢測傳感器、檢測和跟蹤傳感器等）要么積極捜索衛(wèi)星，要么應(yīng)用過濾器至傳感器數(shù)據(jù) W重新獲得監(jiān)護(hù)。常常，監(jiān)護(hù)在衛(wèi)星達(dá)到其最終軌道之后才重新獲得。
[0043] 本文公開的示例提供通過隨著衛(wèi)星從初始軌道移動(dòng)向最終軌道就限定用于限制 (例如，縮?。┡c衛(wèi)星的位置（例如，根據(jù)時(shí)間的位置）有關(guān)的捜索域（例如，捜索區(qū)、捜索 航線、捜索區(qū)、捜索體積、捜索區(qū)域等）的捜索參數(shù)來引導(dǎo)（例如，操縱）和/或指導(dǎo)（例 如，指示）一個(gè)或多個(gè)傳感器，W確定或者尋找衛(wèi)星的位置的有效方式，從而減少衛(wèi)星的跟 蹤時(shí)間。例如，一個(gè)或多個(gè)傳感器可W使用捜索域來縮小和/或聚焦區(qū)域或者區(qū)W捜索衛(wèi) 星，和/或一個(gè)或多個(gè)傳感器可能聚焦或者指導(dǎo)朝向縮小的捜索域。本文中公開的示例允 許相對迅速地確定移動(dòng)通過轉(zhuǎn)移軌道的衛(wèi)星的位置，在轉(zhuǎn)移軌道中，例如，與衛(wèi)星的聯(lián)系已 丟失和/或通過不合作的實(shí)體操作。用于捜索衛(wèi)星的一個(gè)或多個(gè)傳感器可W是用于跟蹤衛(wèi) 星的目標(biāo)檢測和跟蹤系統(tǒng)，并且可w是可操縱類型、凝視類型或者兩者的結(jié)合。另外地或替 代地，一個(gè)或多個(gè)傳感器可W具有可選的域（例如，寬的、窄的等）。本文中公開的示例還通 過使捜索域縮小和/或提供參數(shù)來過濾用于衛(wèi)星地點(diǎn)數(shù)據(jù)的傳感器數(shù)據(jù)，允許計(jì)算節(jié)約和 /或減少資源（例如，傳感器系統(tǒng)及其支持硬件、基本設(shè)施等）的使用。
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