天基星空背景观测覆盖范围计算方法研究

针对日趋复杂的空间环境,天基观测由于其分布灵活和全天候观测的特性受到越来越多的关注,该类问题为典型的星空背景观测(above-the-horizon,ATH)问题。基于分段积分思想,提出了一种ATH观测三维空间覆盖范围的计算方法,涵盖了该问题所有可能的10种积分形式,适用于因观测约束参数不同取值而形成的任意几何构型场景。不仅在二维平面覆盖问题上与现有方法进行了比较并验证,还首次解决了ATH在三维空间中覆盖体积的定量解析计算难题。仿真结果表明,平面和空间覆盖最大化所对应的最优观测轨道高度存在明显差异,空间覆盖计算模型能更为准确有效地表示卫星覆盖性能,同时能为星座优化设计提供参考。