一種空間物體軌道異常分析方法和分析裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種空間物體軌道異常分析方法和分析裝置,所述方法包括如下步驟:S1、獲取需要分析的空間物體的歷史軌道數(shù)據(jù);S2、根據(jù)歷史軌道數(shù)據(jù)計算用于判別軌道異常的異常判據(jù);S3、計算所述空間物體的當前軌道的判別參數(shù),并將其與異常判據(jù)進行比較,根據(jù)比較結果判斷該空間物體是否發(fā)生軌道異常。所述異常判據(jù)優(yōu)選為空間物體的軌道半長軸的變化量。本發(fā)明能夠快速有效地分析空間物體的軌道異常,并能減少人工工作量。
【專利說明】一種空間物體軌道異常分析方法和分析裝置
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于航天【技術領域】,具體涉及空間物體軌道異常分析方法和裝置。
【背景技術】
[0002] 引起在軌衛(wèi)星軌道異常的原因主要有兩種:一種是人為控制的軌道機動,另一種 是非人為控制的軌道變化,比如衛(wèi)星被空間物體(例如碎片)撞擊或燃料泄漏等引起的軌 道變化。及時準確地發(fā)現(xiàn)衛(wèi)星的軌道異常意義重大,尤其是對于非人為控制的軌道異常,發(fā) 現(xiàn)異常后可以立即對可能引起異常的因素進行分析,有利于掌握空間物體的狀態(tài),和分析 驗證危險交會事件。無論是人為控制還是非人為控制的軌道變化,軌道半長軸的變化都是 最為顯著的。因此判斷一個物體軌道是否發(fā)生異常最直接的方法就是分析軌道半長軸的變 化。因此可通過半長軸變化大小來對空間物體的軌道是否發(fā)生異常變化進行判別。
[0003] 有效的空間物體軌道異常分析方法能夠找出發(fā)生軌道異常的空間物體,如碎片或 航天器,能夠為空間碎片碰撞預警系統(tǒng)分析和驗證碰撞事件提供數(shù)據(jù)支持。
【發(fā)明內容】
[0004] (一)要解決的技術問題
[0005] 本發(fā)明所要解決的技術問題是現(xiàn)有的空間物體軌道異常分析方法不能準確判斷 異常,或需要大量人工處理過程的缺點。
[0006] (二)技術方案
[0007] 為解決上述技術問題,本發(fā)明提出一種空間物體軌道異常分析方法,包括如下步 驟:S1、獲取需要分析的空間物體的歷史軌道數(shù)據(jù);S2、根據(jù)歷史軌道數(shù)據(jù)計算用于判別軌 道異常的異常判據(jù);S3、計算所述空間物體的當前軌道的判別參數(shù),并將其與異常判據(jù)進行 比較,根據(jù)比較結果判斷該空間物體是否發(fā)生軌道異常。
[0008] 根據(jù)本發(fā)明的一種【具體實施方式】,所述異常判據(jù)是所述空間物體的軌道半長軸的 變化量。
[0009] 根據(jù)本發(fā)明的一種【具體實施方式】,所述步驟S2包括:S21、剔除所述歷史軌道數(shù)據(jù) 中異常點和野值點,以獲得異常判據(jù)樣本數(shù)據(jù);S22、根據(jù)異常判據(jù)樣本數(shù)據(jù)計算異常判據(jù)。 [0010] 根據(jù)本發(fā)明的一種【具體實施方式】,在所述步驟S21中,根據(jù)所述歷史軌道數(shù)據(jù)計 算歷史軌道的半長軸,并按時間先后順序兩兩做差,計算出一系列的半長軸變化絕對值 Aa|,對得到的所有I Aa|值進行統(tǒng)計分析,剔除I Aa|較大的數(shù)據(jù),將剩余的I Aa|值作 為異常判據(jù)樣本數(shù)據(jù)。
[0011] 根據(jù)本發(fā)明的一種【具體實施方式】,在所述步驟S21中,剔除所述I Aa|值中較大的 20%數(shù)據(jù),以剩余80%的I Aa|值作為異常判據(jù)樣本數(shù)據(jù)。
[0012] 根據(jù)本發(fā)明的一種【具體實施方式】,在所述步驟S22中,對所述異常判據(jù)樣本數(shù)據(jù) 進行計算,獲取其均值和標準差,利用該均值和標準差計算異常判據(jù)。
[0013] 根據(jù)本發(fā)明的一種【具體實施方式】,在所述步驟S22中,對所述異常判據(jù)樣本 數(shù)據(jù)的I Aal進行統(tǒng)計分析,計算其均值M和標準差。I Aal,然后計算異常判據(jù) δ = 3(|Δα| + 3σ|Δ<2|) 〇
[0014] 根據(jù)本發(fā)明的一種【具體實施方式】,所述步驟S3包括:S31、計算所述空間物體的當 前軌道的與異常判據(jù)樣本數(shù)據(jù)相對應的軌道參數(shù);S32、將步驟S31獲得的軌道參數(shù)與異常 判據(jù)進行比較,根據(jù)比較結果判斷該空間物體是否發(fā)生軌道異常。
[0015] 根據(jù)本發(fā)明的一種【具體實施方式】,所述步驟S31為:計算所述空間物體當前軌道 的半長軸a的值并與前一軌道半長軸a的值,并做差并取絕對值,得到當前軌道的I Aa| 值,作所所述軌道參數(shù)。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明的一種【具體實施方式】,所述步驟S32為:將當前軌道的I Aal與異常判 據(jù)S進行比較,如I Aal > δ則判定此空間物體在本條數(shù)據(jù)的歷元時刻發(fā)生軌道異常,如 Aa| < δ則此空間物體在本條數(shù)據(jù)的歷元時刻未發(fā)生軌道異常。
[0017] 本發(fā)明還提出一種空間物體軌道異常分析裝置,包括如下模塊:獲取模塊,用于獲 取需要分析的空間物體的歷史軌道數(shù)據(jù);異常判據(jù)計算模塊,用于根據(jù)歷史軌道數(shù)據(jù)計算 用于判別軌道異常的異常判據(jù);判斷模塊,用于計算所述空間物體的當前軌道的判別參數(shù), 并將其與異常判據(jù)進行比較,根據(jù)比較結果判斷該空間物體是否發(fā)生軌道異常。
[0018] 根據(jù)本發(fā)明的一種【具體實施方式】,所述異常判據(jù)是所述空間物體的軌道半長軸的 變化量。
[0019] 根據(jù)本發(fā)明的一種【具體實施方式】,所述異常判據(jù)計算模塊包括:剔除模塊,用于剔 除所述歷史軌道數(shù)據(jù)中異常點和野值點,以獲得異常判據(jù)樣本數(shù)據(jù)的模塊;計算模塊,用于 根據(jù)異常判據(jù)樣本數(shù)據(jù)計算異常判據(jù)。
[0020] 根據(jù)本發(fā)明的一種【具體實施方式】,所述剔除模塊根據(jù)所述歷史軌道數(shù)據(jù)計算歷史 軌道的半長軸,并按時間先后順序兩兩做差,計算出一系列的半長軸變化絕對值I Aal,對 得到的所有I Aa|值進行統(tǒng)計分析,剔除I Aa|較大的數(shù)據(jù),將剩余的I Aa|值作為異常判 據(jù)樣本數(shù)據(jù)。
[0021] 根據(jù)本發(fā)明的一種【具體實施方式】,所述剔除模塊剔除所述I Aal值中較大的20% 數(shù)據(jù),以剩余80%的I Aa|值作為異常判據(jù)樣本數(shù)據(jù)。
[0022] 根據(jù)本發(fā)明的一種【具體實施方式】,所述計算模塊對所述異常判據(jù)樣本數(shù)據(jù)進行計 算,獲取其均值和標準差,利用該均值和標準差計算異常判據(jù)。
[0023] 根據(jù)本發(fā)明的一種【具體實施方式】,所述計算模塊對所述異常判據(jù)樣本數(shù) 據(jù)的|Δ&|進行統(tǒng)計分析,計算其均值M和標準差σ I Aa|,然后計算異常判據(jù) 5 = 3(|Δα| + 3σ|Δ<φ。
[0024] 根據(jù)本發(fā)明的一種【具體實施方式】,所述判斷模塊包括:軌道參數(shù)計算模塊,用于計 算所述空間物體的當前軌道的與異常判據(jù)樣本數(shù)據(jù)相對應的軌道參數(shù);異常判斷模塊,用 于將軌道參數(shù)計算模埠獲得的軌道參數(shù)與異常判據(jù)進行比較,根據(jù)比較結果判斷該空間物 體是否發(fā)生軌道異常。
[0025] 根據(jù)本發(fā)明的一種【具體實施方式】,所述軌道參數(shù)計算模塊計算所述空間物體當 前軌道的半長軸a的值并與前一軌道半長軸a的值,并做差并取絕對值,得到當前軌道的 Δ&|值,作所所述軌道參數(shù)。
[0026] 根據(jù)本發(fā)明的一種【具體實施方式】,所述異常判斷模塊,將當前軌道的I Aa|與異 常判據(jù)S進行比較,如I Aa| > δ則判定此空間物體在本條數(shù)據(jù)的歷元時刻發(fā)生軌道異 常,如I Aa| < δ則此空間物體在本條數(shù)據(jù)的歷元時刻未發(fā)生軌道異常。
[0027] (三)有益效果
[0028] 本發(fā)明提出的空間物體軌道異常分析方法能夠快速有效地分析空間物體的軌道 異常,并能減少人工工作量。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0029] 圖1是本發(fā)明的空間物體軌道異常分析的流程圖。
【具體實施方式】
[0030] 圖1是本發(fā)明的空間物體軌道異常分析的流程圖。如圖1所示,本發(fā)明提出的空 間物體軌道異常分析方法包括如下步驟:
[0031] S1、獲取需要分析的空間物體的歷史軌道數(shù)據(jù)。
[0032] 首先,確定需要分析的空間物體,而后獲取此物體在分析時間之前一個時間段內 的軌道數(shù)據(jù)作為樣本,該時間段例如是3個月。然后,將歷史軌道數(shù)據(jù)按時間先后進行排 列。
[0033] S2、根據(jù)歷史軌道數(shù)據(jù)計算用于判別軌道異常的異常判據(jù)。
[0034] 該步驟可以采用不同的計算方式,本發(fā)明中優(yōu)選為將軌道的半長軸的變化量作為 異常判據(jù),包括如下步驟:
[0035] S21、剔除所述歷史軌道數(shù)據(jù)中異常點和野值點,以獲得異常判據(jù)樣本數(shù)據(jù)。
[0036] 如前所述的原因,優(yōu)選為根據(jù)軌道半長軸的變化剔除歷史軌道數(shù)據(jù)中異常點和野 值點。
[0037] 具體來說,根據(jù)歷史軌道數(shù)據(jù)計算歷史軌道的半長軸,并按時間先后順序兩兩做 差,計算出一系列的半長軸變化絕對值I Δ&|,對得到的所有I Aa|值進行統(tǒng)計分析,剔除 Aa|較大的數(shù)據(jù),將剩余的I Aa|值作為異常判據(jù)樣本數(shù)據(jù)。
[0038] 例如剔除I Aa|值中較大的20%數(shù)據(jù),以剩余80%的I Aa|值作為異常判據(jù)樣本 數(shù)據(jù)。
[0039] S22、根據(jù)異常判據(jù)樣本數(shù)據(jù)計算異常判據(jù)。
[0040] 對異常判據(jù)樣本數(shù)據(jù)進行計算,獲取其均值和標準差,利用該均值和標準差計算 異常判據(jù)。
[0041] 例如對異常判據(jù)樣本數(shù)據(jù)的I Aal進行統(tǒng)計分析,計算其均值和標準差 〇 |Aa|。然后計算異常判據(jù)5 = 3(^] + 3σ|Δα|)。
[0042] S3、計算所述空間物體的當前軌道的判別參數(shù),并將其與異常判據(jù)進行比較,根據(jù) 比較結果判斷該空間物體是否發(fā)生軌道異常。
[0043] 所述的判別參數(shù)是與異常判據(jù)樣本數(shù)據(jù)相對應的軌道參數(shù)。優(yōu)選地,本發(fā)明的步 驟S3具體包括:
[0044] S31、計算所述空間物體的當前軌道的與異常判據(jù)樣本數(shù)據(jù)相對應的軌道參數(shù)。
[0045] 該軌道參數(shù)相應地優(yōu)選為軌道半長軸的變化。具體地,通過計算所述空間物體當 前軌道的半長軸a的值并與前一軌道半長軸a的值,并做差并取絕對值,得到當前軌道的 I Aal 值。
[0046] S32、將步驟S31獲得的軌道參數(shù)與異常判據(jù)進行比較,根據(jù)比較結果判斷該空間 物體是否發(fā)生軌道異常。
[0047] 具體地,將當前的I Aa|與異常判據(jù)δ進行比較,如I Aa| > δ則判定此空間物 體在本條數(shù)據(jù)的歷元時刻發(fā)生軌道異常,如I Δ&| < δ則此空間物體在本條數(shù)據(jù)的歷元時 刻未發(fā)生軌道異常。
[0048] 本發(fā)明還提出一種空間物體軌道異常分析裝置,包括如下模塊:獲取模塊,用于獲 取需要分析的空間物體的歷史軌道數(shù)據(jù);異常判據(jù)計算模塊,用于根據(jù)歷史軌道數(shù)據(jù)計算 用于判別軌道異常的異常判據(jù);判斷模塊,用于計算所述空間物體的當前軌道的判別參數(shù), 并將其與異常判據(jù)進行比較,根據(jù)比較結果判斷該空間物體是否發(fā)生軌道異常。
[0049] 為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚明白,以下結合具體實施例,對本發(fā) 明作進一步的詳細說明。該實施例以某衛(wèi)星為例,具體描述各步驟如下:
[0050] Sl、獲取衛(wèi)星的歷史軌道數(shù)據(jù)。
[0051] 首先確定需要分析的衛(wèi)星,而后選取此衛(wèi)星在分析時間之前3個月內的軌道數(shù)據(jù) 作為樣本,并按時間先后排列。這里需要分析的是衛(wèi)星25544在2014年7月1日的第一條 TLE數(shù)據(jù)其歷元時刻是2014年7月1日05 :20 :43。則可選取25544在2014年4月1日至 6月30日三個月內的軌道數(shù)據(jù)作為樣本,經提取統(tǒng)計,共有461條數(shù)據(jù)。
[0052] S2、根據(jù)歷史軌道數(shù)據(jù)計算用于判別軌道異常的異常判據(jù)。
[0053] S21、剔除所述歷史軌道數(shù)據(jù)中異常點和野值點,以獲得異常判據(jù)樣本數(shù)據(jù)
[0054] 對樣本數(shù)據(jù)的軌道半長軸進行計算,并按樣本順序兩兩做差計算出一系列的半長 軸變化絕對值I Aa|。本實施例共有460個I Aa|數(shù)據(jù)。對這些I Aa|值進行排序并去除 最大的20%,對于本實施例去掉92個最大的I Aa|。則剩余的368條I Aa|數(shù)據(jù)就是異常 判據(jù)樣本數(shù)據(jù)。
[0055] S22、根據(jù)異常判據(jù)樣本數(shù)據(jù)計算異常判據(jù)。
[0056] 對異常判據(jù)樣本數(shù)據(jù)的I Aa|進行統(tǒng)計分析,計算其均值和標準差。I Aa|。 計算異常判據(jù)5 = 3(|^] + 3σ|Δ?φ。本實施例得到^]=0.010932km,〇|Aa| = 0.008513km,則 δ = 〇.l〇9413km。
[0057] S3、計算衛(wèi)星的當前軌道的判別參數(shù),并將其與異常判據(jù)進行比較,根據(jù)比較結果 判斷該空間物體是否發(fā)生軌道異常。
[0058] S31、計算衛(wèi)星的當前軌道的與異常判據(jù)樣本數(shù)據(jù)相對應的軌道參數(shù)。
[0059] 選取需要進行分析的軌道數(shù)據(jù),計算其半長軸a的值并與前一條軌道數(shù)據(jù)的a值 做差并取絕對值,得到本條數(shù)據(jù)的I Aal值。本實施例得到2014年7月1日的第一條TLE 數(shù)據(jù)的 I Aa| 為 0.013956km。
[0060] 步驟S31獲得的軌道參數(shù)與異常判據(jù)進行比較,根據(jù)比較結果判斷衛(wèi)星是否發(fā)生 軌道異常。
[0061] 將本條數(shù)據(jù)的I Aa|與異常判據(jù)δ進行比較,如I Aa| > δ則判定此空間物體 在本條數(shù)據(jù)的歷元時刻發(fā)生軌道異常,如I Δ&| < δ則此空間物體在本條數(shù)據(jù)的歷元時刻 未發(fā)生軌道異常。對于本實施例I Δ a I < δ,因此判別衛(wèi)星25544在2014年7月1日的第 一條TLE數(shù)據(jù),歷元時刻是2014年7月1日05 :20 :43時未發(fā)生軌道異常。
[0062] 以上所述的具體實施例,對本發(fā)明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳 細說明,應理解的是,以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例而已,并不用于限制本發(fā)明,凡在 本發(fā)明的精神和原則之內,所做的任何修改、等同替換、改進等,均應包含在本發(fā)明的保護 范圍之內。
【權利要求】
1. 一種空間物體軌道異常分析方法,其特征在于,包括如下步驟: 51、 獲取需要分析的空間物體的歷史軌道數(shù)據(jù); 52、 根據(jù)歷史軌道數(shù)據(jù)計算用于判別軌道異常的異常判據(jù); 53、 計算所述空間物體的當前軌道的判別參數(shù),并將其與異常判據(jù)進行比較,根據(jù)比較 結果判斷該空間物體是否發(fā)生軌道異常。
2. 如權利要求1所述的空間物體軌道異常分析方法,其特征在于,所述異常判據(jù)是所 述空間物體的軌道半長軸的變化量。
3. 如權利要求2所述的空間物體軌道異常分析方法,其特征在于,所述步驟S2包括: 521、 剔除所述歷史軌道數(shù)據(jù)中異常點和野值點,以獲得異常判據(jù)樣本數(shù)據(jù); 522、 根據(jù)異常判據(jù)樣本數(shù)據(jù)計算異常判據(jù)。
4. 如權利要求3所述的空間物體軌道異常分析方法,其特征在于,在所述步驟S21中, 根據(jù)所述歷史軌道數(shù)據(jù)計算歷史軌道的半長軸,并按時間先后順序兩兩做差,計算出一系 列的半長軸變化絕對值IΔ&|,對得到的所有IAa|值進行統(tǒng)計分析,剔除IAa|較大的數(shù) 據(jù),將剩余的IΔ&|值作為異常判據(jù)樣本數(shù)據(jù)。
5. 如權利要求4所述的空間物體軌道異常分析方法,其特征在于,在所述步驟S21中, 剔除所述IΔ&|值中較大的20%數(shù)據(jù),以剩余80%的IAa|值作為異常判據(jù)樣本數(shù)據(jù)。
6. 如權利要求4所述的空間物體軌道異常分析方法,其特征在于,在所述步驟S22中, 對所述異常判據(jù)樣本數(shù)據(jù)進行計算,獲取其均值和標準差,利用該均值和標準差計算異常 判據(jù)。
7. 如權利要求6所述的空間物體軌道異常分析方法,其特征在于,在所述步驟S22中, 對所述異常判據(jù)樣本數(shù)據(jù)的IΔ&|進行統(tǒng)計分析,計算其均值M和標準差。IAa|,然后 計算異常判據(jù)5 = + 3σ|Δβ|)。
8. 如權利要求2所述的空間物體軌道異常分析方法,其特征在于,所述步驟S3包括: 531、 計算所述空間物體的當前軌道的與異常判據(jù)樣本數(shù)據(jù)相對應的軌道參數(shù); 532、 將步驟S31獲得的軌道參數(shù)與異常判據(jù)進行比較,根據(jù)比較結果判斷該空間物體 是否發(fā)生軌道異常。
9. 如權利要求8所述的空間物體軌道異常分析方法,其特征在于,所述步驟S31為:計 算所述空間物體當前軌道的半長軸a的值并與前一軌道半長軸a的值,并做差并取絕對值, 得到當前軌道的IΔ&|值,作所述軌道參數(shù)。
10. 如權利要求9所述的空間物體軌道異常分析方法,其特征在于,所述步驟S32為: 將當前軌道的IAa|與異常判據(jù)δ進行比較,如IAa| >δ則判定此空間物體在本條數(shù) 據(jù)的歷元時刻發(fā)生軌道異常,如IAa| <δ則此空間物體在本條數(shù)據(jù)的歷元時刻未發(fā)生軌 道異常。
11. 一種空間物體軌道異常分析裝置,其特征在于,包括如下模塊: 獲取模塊,用于獲取需要分析的空間物體的歷史軌道數(shù)據(jù); 異常判據(jù)計算模塊,用于根據(jù)歷史軌道數(shù)據(jù)計算用于判別軌道異常的異常判據(jù); 判斷模塊,用于計算所述空間物體的當前軌道的判別參數(shù),并將其與異常判據(jù)進行比 較,根據(jù)比較結果判斷該空間物體是否發(fā)生軌道異常。
12. 如權利要求11所述的空間物體軌道異常分析裝置,其特征在于,所述異常判據(jù)是 所述空間物體的軌道半長軸的變化量。
13.如權利要求12所述的空間物體軌道異常分析裝置,其特征在于,所述異常判據(jù)計 算模塊包括: 剔除模塊,用于剔除所述歷史軌道數(shù)據(jù)中異常點和野值點,以獲得異常判據(jù)樣本數(shù)據(jù) 的模塊; 計算模塊,用于根據(jù)異常判據(jù)樣本數(shù)據(jù)計算異常判據(jù)。
14.如權利要求13所述的空間物體軌道異常分析裝置,其特征在于,所述剔除模塊根 據(jù)所述歷史軌道數(shù)據(jù)計算歷史軌道的半長軸,并按時間先后順序兩兩做差,計算出一系列 的半長軸變化絕對值IΔ&|,對得到的所有IAa|值進行統(tǒng)計分析,剔除IAa|較大的數(shù)據(jù), 將剩余的IΔ&|值作為異常判據(jù)樣本數(shù)據(jù)。
15.如權利要求14所述的空間物體軌道異常分析裝置,其特征在于,所述剔除模塊剔 除所述IΔ&|值中較大的20%數(shù)據(jù),以剩余80%的IAa|值作為異常判據(jù)樣本數(shù)據(jù)。
16.如權利要求14所述的空間物體軌道異常分析裝置,其特征在于,所述計算模塊對 所述異常判據(jù)樣本數(shù)據(jù)進行計算,獲取其均值和標準差,利用該均值和標準差計算異常判 據(jù)。
17.如權利要求16所述的空間物體軌道異常分析裝置,其特征在于,所述計算模塊對 所述異常判據(jù)樣本數(shù)據(jù)的IΔ&|進行統(tǒng)計分析,計算其均值M和標準差。IAa|,然后計 算異常判據(jù)5 = 3(|Δσ| + 3σ|Δο|)。
18.如權利要求12所述的空間物體軌道異常分析裝置,其特征在于,所述判斷模塊包 括: 軌道參數(shù)計算模塊,用于計算所述空間物體的當前軌道的與異常判據(jù)樣本數(shù)據(jù)相對應 的軌道參數(shù); 異常判斷模塊,用于將軌道參數(shù)計算模塊獲得的軌道參數(shù)與異常判據(jù)進行比較,根據(jù) 比較結果判斷該空間物體是否發(fā)生軌道異常。
19.如權利要求18所述的空間物體軌道異常分析裝置,其特征在于,所述軌道參數(shù)計 算模塊計算所述空間物體當前軌道的半長軸a的值并與前一軌道半長軸a的值,并做差并 取絕對值,得到當前軌道的IΔ&|值,作所所述軌道參數(shù)。
20. 如權利要求19所述的空間物體軌道異常分析裝置,其特征在于,所述異常判斷模 塊,將當前軌道的IΔ&|與異常判據(jù)δ進行比較,如IAa| >δ則判定此空間物體在本條 數(shù)據(jù)的歷元時刻發(fā)生軌道異常,如IAa| <δ則此空間物體在本條數(shù)據(jù)的歷元時刻未發(fā)生 軌道異常。
【文檔編號】G06F19/00GK104462845SQ201410809151
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月23日 優(yōu)先權日:2014年12月23日
【發(fā)明者】楊旭, 于友成, 吳相彬, 劉靜 申請人:中國科學院國家天文臺