卫星星座区域覆盖问题的快速仿真算法*

宋志明 戴光明 王茂才 彭 雷

中国地质大学计算机学院，武汉 430074



卫星星座区域覆盖问题的快速仿真算法*

宋志明 戴光明 王茂才 彭 雷

中国地质大学计算机学院，武汉 430074

针对卫星星座对地面区域的覆盖性问题，提出一种快速求解方法—经度条带法。首先将全球划分为若干个经度条带，并得到一个地面区域所在的纬度区间，然后根据球面几何关系和卫星覆盖与几何形状计算卫星对每个条带的覆盖情况，最后再综合统计得到覆盖率。基于此方法，推导了星座瞬时性覆盖和时段总覆盖的计算公式。数值仿真实验表明，该算法计算结果精确，具有较好的稳定性，计算效率较高。

卫星星座； 区域目标；覆盖计算； 经度条带法；网格点法

随着卫星技术的发展，由多颗卫星组成的卫星星座系统得到广泛应用。卫星星座对地面区域的覆盖问题作为卫星星座系统的一个基本问题而得到广泛的关注[1]。

卫星星座对地覆盖问题的求解方法一般有解析法和数值法两大类。由于卫星对地覆盖情况受很多因素影响[2]，而且几何特征复杂，同时还涉及摄动与岁差章动等影响，使得采用解析法在解决此类问题时比较困难。

传统的解决方案一般采用数值方法，常用的数值方法主要是网格点法。网格点法由Morrison[3]在1973年研究圆轨道与椭圆轨道星座的多重覆盖时提出，该方法是将区域按照某种规则划分为若干个网格点，通过卫星对网格点的覆盖情况表示对整个网格的覆盖情况，从而计算对整个区域的覆盖情况。……