空间碎片的获取方法及系统、卫星升轨的方法及控制系统与流程

本发明涉及卫星轨道处理，尤其涉及一种空间碎片的获取方法及系统、卫星升轨的方法及控制系统。

背景技术：

1、随着航空航天产业的不断发展，越来越多的卫星被发射至太空为人类所利用，卫星运行的过程中不可避免地会进行升轨，现有的升轨的方法通常采用化学燃料或电推的方法，就意味着不可避免地使用燃料，如果燃料用尽就意味着卫星的寿命结束。

2、因此，需要提供一种空间碎片的获取方法及系统、卫星升轨的方法及控制系统，能够基于现有的空间碎片，进行快速筛选为卫星所利用，实现借力跃迁，使得卫星的升轨无需使用燃料，延长卫星的寿命。

3、在所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本申请的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

技术实现思路

1、本发明主要目的是克服卫星升轨使用燃料减少卫星寿命及不能快速筛选可利用进行借力跃迁的空间碎片的问题，提供一种空间碎片的获取方法及系统、卫星升轨的方法及控制系统，能够基于现有的空间碎片，进行快速筛选为卫星所利用，实现借力跃迁，使得卫星的升轨无需使用燃料，延长卫星的寿命。

2、为实现上述的目的，本发明第一方面提供了一种可借力跃迁的空间碎片的获取方法，包括以下步骤：

3、s11：获取空间碎片库的空间碎片信息；

4、s12：排除最近第一预定期间内没有发生轨道更新的空间碎片；

5、s13：筛选出近地点高于卫星的远地点且高度差小于或等于预定距离的空间碎片、以及远地点低于卫星的近地点且高度差小于或等于预定距离的空间碎片；

6、s14：筛选出空间碎片和卫星两轨道的最小距离小于或等于预定距离的空间碎片。

7、根据本发明一示例实施方式，所述可借力跃迁的空间碎片的获取方法还包括：

8、s15：计算空间碎片与卫星在第二预定期间内所有交会事件的最小距离；

9、s16：筛选出步骤s15中的最小距离小于或等于预定距离的交会事件；

10、s17：获取步骤s16的交会事件的空间碎片及第二预定期间内所有交会事件。

11、根据本发明一示例实施方式，步骤s11中，所述空间碎片库包括多个空间碎片的轨道数据，多个空间碎片的轨道数据包括多个空间碎片在第一预定期间内的空间位置及对应时间。

12、根据本发明一示例实施方式，步骤s12中，所述第一预定期间为30天。

13、根据本发明一示例实施方式，步骤s12中，采用历元筛选的方法排除最近第一预定期间内没有发生轨道更新的空间碎片。

14、根据本发明一示例实施方式，步骤s13中，所述预定距离为卫星能够捕获空间碎片的最大距离。

15、根据本发明一示例实施方式，步骤s14中，所述筛选出空间碎片和卫星两轨道的最小距离小于或等于预定距离的空间碎片的方法包括：

16、根据空间碎片的轨道和卫星的轨道求解两轨道间的最小距离，如果两轨道的最小距离小于或等于预定距离，筛选出空间碎片。

17、作为本发明的第二个方面，本发明提供一种可借力跃迁的空间碎片的获取系统，包括：空间碎片获取模块、排除无更新空间碎片模块、近地点远地点筛选模块、距离筛选模块；

18、空间碎片获取模块与空间碎片库、排除无更新空间碎片模块通讯地连接，用于从空间碎片库中获取空间碎片，并发送给排除无更新空间碎片模块；

19、排除无更新空间碎片模块与近地点远地点筛选模块通讯地连接，用于排除最近第一预定期间内没有发生轨道更新的空间碎片，并发送给近地点远地点筛选模块；

20、近地点远地点筛选模块与排除无更新空间碎片模块、距离筛选模块通讯地连接，用于筛选出近地点高于卫星的远地点且高度差小于或等于预定距离的空间碎片、以及远地点低于卫星的近地点且高度差小于或等于预定距离的空间碎片，并发送给距离筛选模块；

21、距离筛选模块用于筛选出空间碎片和卫星两轨道的最小距离小于或等于预定距离的空间碎片。

22、根据本发明的一示例实施方式，借力跃迁的空间碎片的获取系统还包括：

23、距离计算模块，与距离筛选模块通讯地俩姐，用于计算距离筛选后，空间碎片与卫星在第二预定期间内所有交会事件的最小距离；

24、交会事件筛选模块与距离计算模块通讯地连接，用于筛选出最小距离小于或等于预定距离的交会事件；

25、空间碎片及交会事件获取模块与交会事件筛选模块通讯地连接，用于获取交会事件的空间碎片及第二预定期间内所有交会事件。

26、作为本发明的第三个方面，提供一种卫星升轨的方法，包括以下步骤：

27、s1：采用所述的可借力跃迁的空间碎片的获取方法获取空间碎片；

28、s2：计算卫星捕获空间碎片后的卫星速度；

29、s3：根据卫星捕获空间碎片后的卫星速度选择最有价值的空间碎片作为卫星升轨借力跃迁的目标；

30、s4：在交会事件捕获卫星升轨借力跃迁的目标完成后释放碎片，实现卫星升轨。

31、作为本发明的第四个方面，本发明提供一种卫星升轨的控制系统，包括：所述的可借力跃迁的空间碎片的获取系统、卫星速度获取系统、空间碎片选择系统及捕获系统；

32、可借力跃迁的空间碎片的获取系统用于获取可借力跃迁的空间碎片；

33、卫星速度获取系统与可借力跃迁的空间碎片的获取系统通讯地连接，用于计算卫星捕获空间碎片后卫星速度；

34、空间碎片选择系统与卫星速度获取系统通讯地连接，用于根据卫星速度选择最有价值的空间碎片作为卫星升轨借力跃迁的目标；

35、捕获系统与空间碎片选择系统通讯地连接，用于在交会事件捕获卫星升轨借力跃迁的目标完成后释放碎片，实现卫星升轨。

36、本发明提出利用空间碎片对在轨卫星进行升轨控制过程中快速筛选可利用的空间碎片的方法，通过卫星的轨道信息及空间目标编目数据系统中废弃空间目标（空间碎片）的轨道信息计算交会时机，寻找有机会自然交会可借力跃迁的空间目标编目；根据碎片数据的有效性、轨道能量以及捕获能力快速排除无法利用的空间碎片，再计算交会时机，筛选出有利用价值的目标；以便卫星使用捕获系统实现借力跃迁。

技术特征：

1.一种可借力跃迁的空间碎片的获取方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的可借力跃迁的空间碎片的获取方法，其特征在于，还包括：

3.根据权利要求1所述的可借力跃迁的空间碎片的获取方法，其特征在于，步骤s11中，所述空间碎片库包括多个空间碎片的轨道数据，多个空间碎片的轨道数据包括多个空间碎片在第一预定时间内的空间位置及对应时间。

4.根据权利要求1所述的可借力跃迁的空间碎片的获取方法，其特征在于，步骤s11中，所述空间碎片库包括多个空间碎片的轨道数据，多个空间碎片的轨道数据包括多个空间碎片在第一预定时间内的空间位置及对应时间。

5.根据权利要求1所述的可借力跃迁的空间碎片的获取方法，其特征在于，步骤s12中，采用历元筛选的方法排除最近第一预定期间内没有发生轨道更新的空间碎片。

6.根据权利要求1所述的可借力跃迁的空间碎片的获取方法，其特征在于，步骤s13中，所述预定距离为卫星能够捕获空间碎片的最大距离。

7.根据权利要求1所述的可借力跃迁的空间碎片的获取方法，其特征在于，步骤s14中，所述筛选出空间碎片和卫星两轨道的最小距离小于或等于预定距离的空间碎片的方法包括：

8.一种可借力跃迁的空间碎片的获取系统，其特征在于，包括：空间碎片获取模块、排除无更新空间碎片模块、近地点远地点筛选模块、距离筛选模块；

9.一种卫星升轨的方法，其特征在于，包括以下步骤：

10.一种卫星升轨的控制系统，其特征在于，包括：权利要求8所述的可借力跃迁的空间碎片的获取系统、卫星速度获取系统、空间碎片选择系统及捕获系统；

技术总结本发明涉及卫星轨道处理技术领域，提供一种空间碎片的获取方法及系统、卫星升轨的方法及控制系统，获取方法包括：S11：获取空间碎片库的空间碎片信息；S12：排除最近第一预定期间内没有发生轨道更新的空间碎片；S13：筛选出近地点高于卫星的远地点且高度差小于或等于预定距离的空间碎片、以及远地点低于卫星的近地点且高度差小于或等于预定距离的空间碎片；S14：筛选出空间碎片和卫星两轨道的最小距离小于或等于预定距离的空间碎片。本方案能够基于现有的空间碎片，进行快速筛选为卫星所利用，实现借力跃迁，使得卫星的升轨无需使用燃料，延长卫星的寿命。技术研发人员：陈倩茹,吴新林,吴琳琳,吴凌根,何镇武,张琳娜受保护的技术使用者：北京航天驭星科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/13