CN118918735B 航天器的碰撞预警方法 （北京航天飞行控制中心）

箱取航天器的第一轨道数据和多个空间目标的第对多个空间目标进行历元和近地点—远地点高2获取航天器的第一轨道数据和多个空间目标的基于所述第一轨道数据和所述第二轨道数据对所述多个空间目标进行历元和近地基于所述第一轨道数据和所述候选空间目标的第二轨道在所述目标时间区间内确定所述航天器与所述候选空间目标的碰撞预警结果用于表征所述航天器与所述候选空间目标在所述未来时间段内有无碰撞风基于所述第一轨道数据和所述候选空间目标的第二轨道基于所述第一轨道数据和所述候选空间目标的第二轨道数据，确定基于所述第一轨道数据和所述第二轨道数据，确定所述多个预警时基于所述多个预警时间节点对应的相对距离变化率，确定所述在所述初始时间区间内，搜索所述相对距离极小值所在时基于所述第二轨道数据中所述多个空间目标的历元时刻，对所述历元时刻与当前时刻的差值小于第一预设阈值的基于候选空间目标近地点和远地点高度筛选条件，对所述至少30为所述初始空间目标的近地点高度，所述As为所述航天器的远地点高度，基于所述第一轨道数据和所述第二轨道数据，采用SGP4模型计算时间节点对应的第二位置和第二速度，确定所述多个预警时间节点对应的相对距离变化为所述多个预警时间节点对应的相对速度，所述ρ为所述多个预警时间节点对应的相对距离变化率，确定所述航天器与所述候选空间目标的相对距离极小值所在的初始时间区间，获取所述多个预警时间节点中第一时间节点对应的第一相对距响应于所述第一相对距离变化率小于第三预在所述初始时间区间内，基于目标黄金分割法迭代搜索所4述黄金分割时间节点为所述初始时间区间的基于所述搜索时间区间中最小时间节点对应的相对距离和最大时间节点对应的相对在所述目标时间区间内，利用目标黄金分割法继续迭代搜索所述相56空间目标的相对速度在每秒数公里到十几公里，直径1厘米的空间碎片就可能对给航天器用近地点—远地点高度筛选和轨道面交线地心距筛选，再以空间目标的预报星历为基础，7表征TLE数据中的历元时刻与当前时刻的差值小于第一预设阈值的空间目标；基于候选空的相对距离变化率，确定航天器与候选空间目标的相对距离极小值所在的初始时间区间；二位置，Af为多个预警时间节点对应的相对位置，为多个预警时间节点对应的第一速89[0025]在本发明实施例中，获取航天器的第一轨道数据和多个空间目标的第二轨道数准确得到候选空间目标，其次基于第一轨道数据和第二轨道数据设置大步长预警时间节[0029]图3是根据本发明实施例的一种可选的候选空间目标筛选和航天器碰撞预警的方[0030]图4是根据本发明实施例的一种可选的候选空间目标43791和航天器25544的相对[0031]图5是根据本发明实施例的一种可选的候选空间目标53708和航天器25544的相对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，都应当属于本发明保护的范附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，[0040]需要说明的是，上述的第一轨道数据和第二轨道数据均为两行根数(Two_LineTLE数据进行轨道预报时需要结合SGP4模型。其中，SGP4模型是一种空间物体轨道预报模[0041]在一种可选的实施例中，在需要确定航天器与多个空间目标的碰撞风险的情况[0042]步骤S104，基于第一轨道数据和第二轨道数据对多个空间目标进行历元和近地基于第一轨道数据和第二轨道数据对多个空间目标进行历元和近地点—远地点高度筛选警时间节点可以基于第一轨道数据中的航天器的每天环绕地球圈数和第二轨道数据中的空间目标的每天环绕地球圈数计算得到。定航天器与候选空间目标在未来时间段内的碰撞风险较大，此时可以确定发出预警信息；[0050]在本发明实施例中，获取航天器的第一轨道数据和多个空间目标的第二轨道数准确得到候选空间目标，其次基于第一轨道数据和第二轨道数据设置大步长预警时间节用于表征TLE数据中的历元时刻与当前时刻的差值小于第一预设阈值的空间目标；基于候更新时间大于7天时，可以将该任意一个空间目标删除，即可以得到至少一个初始空间目的相对距离变化率，确定航天器与候选空间目标的相对距离极小值所在的初始时间区间；置和第二速度计算得到多个预警时间节点对[0066]上述的第一轨道运行周期可以是航天器的TLE数据中的每天环绕地球圈数对应的周期。上述的第二轨道运行周期可以是候选空间目标的TLE数据中的每天环绕地球圈数对二位置，Af为多个预警时间节点对应的相对位置，为多个预警时间节点对应的第一速置Af:[0082]AF=万-速度Aj:距离ρ:[0088]p=I[0094]在一种可选的实施例中，首先根据航天器与候选空间目标在Ti时刻(即第一时间节点)和Ti+1时刻(即第二时间节点)的相对距离变化率(即第一相对距离变化率)和pix1对距离阈值，由于候选空间目标和航天器的相对距离在搜索时间区间[Tm,Tn]内先单调递min时刻候选空间目标和航天器的相对距离ρmin与碰撞预警门限对距离阈值Rth，则空间目标和航天器在搜索时间区间[Tm,Tn]内的相对距离极小值必定大则空间目标和航天器在搜索时间区间[Tm,Tn]内的相对距离极小值可能小于航天器碰撞预极小值所在时间区间，直至相邻两次黄金分割法采样的时间节点的时间间隔小于1ms时停空间目标在未来时间段内有碰撞风险，此时可以将相对距离极小值转换到航天器UNW坐标别与第一预警等级门限4km×0.5km×4km中对应的4(U方向距离门限)、0.5(N方向距离门限)以及4(W方向距离门限)进行对比，在三个分量均小于或等于第一预警等级门限的情况[0135]图2是根据本发明实施例的一种可选的相对距离极小值快速搜索方法的流程图，[0139]步骤S24，遍历通过筛选的候选空间目标，计算航天器和候选空间目标在各时刻[0144]图3是根据本发明实施例的一种可选的候选空间目标筛选和航天器碰撞预警的方[0159](1)航天器和候选空间目标的轨道预报和接近分析均在TEME坐标系下进行，相比于现有技术通常在J2000坐标系下进行计算，省去了TEME坐标系到J2000坐标系的转换过[0160](2)本方法提出的以航天器和候选空间目标的最短轨道运行周期的1/5为间隔进行轨道预报和碰撞风险分析，保证了在相邻时间节点之间最多只存在一个相对距离极小术通常利用二分法，通过判断一个中间节点的相对距离变化率的符号进行迭代搜索极小[0162](4)本方法通过运动学筛选方法寻找可能存在交会风险的时间区间。排除了不可[0163]图4是根据本发明实施例的一种可选的候选空间目标43791和航天器25544的相对距离变化的示意图。图5是根据本发明实施例的一种可选的候选空间目标53708和航天器25544的相对距离变化的示意图。以NORAD编号为25544的航天器的碰撞预警分析为例介绍[0165]常规碰撞预警方法在通过相对距离变化率符号初步确定相对距离极小值的时间以执行上述实施例1中提供的航天器的碰撞预警方法，具体实现方式和优选应用场景与上间目标用于表征TLE数据中的历元时刻与当前时刻的差值小于第一预设阈值的空间目标；二位置，Af为多个预警时间节点对应的相对位置，为多个预警时间节点对应的第一速间节点为下一步时间搜索的起算时间节点；响应于起算时间节点大于黄金分割时间节点，且第一相对距离大于第二相对距离，确定最小时间节点和起算时间节点构成的时间区间，[0197]所述集成的单元如果以软件功