卫星对区域目标的时间窗口快速计算方法.pdf

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1、第31卷第9期计算机仿真2014年9月文章编号：1006—9348(2014)09—0061—06卫星对区域目标的时间窗口快速计算方法宋志明，戴光明，王茂才，彭雷(中国地质大学计算机学院，湖北武汉430074)摘要：为了提高卫星对区域目标时间窗口的计算效率，并兼顾结果的精确性，提出一种基于迭代修正的时间窗口计算方法。利用问题特性将卫星对区域的时间窗口计算化为对区域每条边界的时间窗口计算，首先在不考虑地球自转下得到每条边界的时间窗口，然后根据地球自转特征对计算结果进行迭代修正，最后对所有的边界的时间窗口进行综合得到区域目标时间窗口。该算法充分利用卫星轨道的基本特

2、性，实现了对区域目标时间窗口的快速和精确计算。数值计算结果表明，改进算法计算效率高，计算结果精确。关键词：时间窗口；快速算法；迭代修正；区域目标中图分类号：V474文献标识码：BFastPredictingAlgorithmforSatellitesTimeWindowstoGroundAreaTargetSONGZhi-ming，DAIGuang-ming，WANGMao-cai(ComputerCollege，ChinaUniversityofGeosciences，WuhanHubei430074，China)ABSTRACT：Toimprovethee

3、fficiencyofsatellitestimewindowstogroundareatarget，andconsidertheaccuracyoftheresult，atimewindowcalculationmethodwasputforwardusingiterativecorrection．Usingthecharacteristicofthisproblem，thecalculationoftimewindowstogroundareatargetwasturnedintothatofthetimewindowstoeachboundaryofth

4、eareatarget．Firstly，wecalculatedthetimewindowofeachboundaryoftheareatargetwithoutconsid—eringtherotationoftheearth，andthencorrectedthecalculationresultaccordingtothecharacteristicsoftheearth"srotation．Atlast，wegottimewindowoftheareabythetimewindowofallboundaries．Thisalgorithmmakesfu

5、lluseofthebasiccharacteristicofsatelliteorbit，andachievesthegoalofcalculationofsatellitestimewindowstogroundareatargetforquickandaccuratecalculation．Thesimulationresultsshowthatthisalgorithmhashighefficiencyandaccurateresult．KEYWORDS：Timewindow；Fastalgorithm；Iterativecorection；Areat

6、arget1引言卫星对地面目标时间窗口计算的经典方法是跟踪传播卫星对地面目标的时间窗口是指卫星经过地面目标的法J，该方法是将时间离散化，通过判断时间点下覆盖性能上空，可以与目标进行通讯与数据传输，或是卫星可对地面来计算时间窗口。该方法过程简单，能针对多种要求下时间目标进行观测的时间范围。卫星与地面目标的任何直接信窗口进行计算，计算结果精确，但缺点是算法效率很低，因此息交换都必须在卫星对该地面目标的时间窗口中，因此时间跟踪传播法一般用来作为对比的算法。窗口计算具有重要的意义，在遥感、通讯、卫星调度及导航定文献[5]提出一种利用同轨道周期的大圆来对一个周期位等领域

7、中都有重要应用j。内卫星星下点轨迹进行近似的方法，通过迭代计算时间窗由于地面目标位置会随地球自转而转动，而卫星会受到口，算法只能针对点目标，计算速度较快但算法精度较低。各种摄动力影响而改变在天球中的位置，同时地面区域目标文献[6]将文献[5]中方法推广到区域目标，但算法精确度形状可能不规则，使得解析法在求解该问题时较为困难。较低问题仍然未解决，同时，该算法在某些情况下不能收敛。文献[7]中采用视函数的方法求解时间窗口，将时间窗口的基金项目：国家自然科学基金(61103144)；中国博士后科学基金计算问题化为解方程的问题，但该方法在区域边数增加时计(2012'1

8、50681)；中国博士后科学基金(20