(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210667359.9 (22)申请日 2022.06.14 (71)申请人 中国电子科技 集团公司第三十八研 究所 地址 230088 安徽省合肥市高新 技术开发 区香樟大道19 9号 (72)发明人 郭佳意　吴文堂　于喜庆　钮俊清　 沈静波　王建富　武慧勇　邢建芳　 丁帅　刘道江　邓博容　梁瑞慈　 沈君　石小帆　李颖　朱晨曦　 (74)专利代理 机构 合肥市浩智运专利代理事务 所(普通合伙) 34124 专利代理师 丁瑞瑞 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01)G06F 30/10(2020.01) G06T 17/00(2006.01) (54)发明名称 一种交互式地基空间目标监视传感器模拟 仿真系统 (57)摘要 本发明公开了一种交互式地基空间目标监 视传感器模拟仿真系统， 包括地基传感器仿真子 系统、 空间目标仿真子系统、 空间态势显示子系 统、 模拟数据管理子系统， 所述传感器仿真子系 统用于设置传感器的参数信息， 生成仿真的传感 器工作状态并产生仿真的探测数据； 空间目标仿 真子系统用于根据输入的星历文件解算星历信 息并预报星历， 还用于依据输入的星历预报陨 落、 碰撞事件； 空间态势显示子系统用于对空间 环境参数进行设置并对空间态势场景进行实时 动态显示； 模拟数据管理子系统用于仿真场景、 仿真探测数据及仿真参数的管 理； 本发明的优点 在于： 仿真模拟空间目标轨迹和空间事件， 从而 能够基于空间目标运动轨迹数据对传感器后端 软件系统进行调试。 权利要求书2页 说明书9页 附图5页 CN 115422699 A 2022.12.02 CN 115422699 A 1.一种交互式地基空间目标监视传感器模拟仿真系统， 其特征在于， 包括地基传感器 仿真子系统、 空间目标仿真子系统、 空间态势显示子系统、 模拟数据管理子系统， 所述地基 传感器仿真子系统用于 设置传感器的参数信息， 生成仿 真的传感器工作状态并产生仿 真的 探测数据； 空间目标仿真子系统用于根据输入的星历文件解算星历信息并预报轨道， 还用 于依据输入的星历预报 陨落、 碰撞事件； 空间态势显示子系统用于对空间环境参数进行设 置并对空间态势场景进行实时动态显示； 模拟数据管理子系统用于仿真场景、 仿真探测数 据及仿真参数的管理。 2.根据权利要求1所述的一种交互式地基空间目标监视传感器模拟仿真系统， 其特征 在于， 所述地基传感器仿 真子系统包括传感器设置模块、 传感器工作状态仿 真模块、 探测数 据生成模块， 所述传感器设置模块用于设置传感器的参数信息； 所述传感器工作状态仿真 模块用于生成仿真的传感器工作状态； 所述探测数据生成模块依据传感器的探测范围、 精 度和数据率产生仿真的探测数据， 探测数据内容有雷达探测数据和光学装备探测数据， 雷 达探测数据包括距离、 方位角、 俯仰角， 光学装备探测数据包括赤经、 赤纬。 3.根据权利要求2所述的一种交互式地基空间目标监视传感器模拟仿真系统， 其特征 在于， 所述距离、 方位角、 俯仰角的生成方法， 包括： 1)设置好传感器的位置坐标， 威力范围和探测精度， 威力范围包括距离范围、 方位范 围、 角度范围， 探测精度包括距离精度、 方位精度、 角度精度； 2)按1分钟一点预报空间目标的轨道， 并计算轨道上各点的经度、 纬度和高度； 1分钟一 点表示以1分钟为时间 间隔； 3)根据目标的经度、 纬度和高度， 当目标进入地球北半球 中国一侧， 即判定目标有可能 被传感器捕获， 判定目标 可能进入传感器的观测范围内； 4)对于可 能进入观测范围内的点， 采用Lagrange九 阶插值法按探测装备的数据率计算 对应时刻的坐标， 再计算 其到探测装备的距离、 方位角、 俯仰角。 4.根据权利要求3所述的一种交互式地基空间目标监视传感器模拟仿真系统， 其特征 在于， 所述赤经、 赤纬的计算方法， 包括： 设观测矢量 为robs， α 和 δ表示赤经和赤纬观测量， 那么观测矢量和 α 、 δ 之间的关系为： 故赤经‑赤纬观测量的测量方程表示 为： 其中， xobs， yobs， zobs表示robs的各分量， 5.根据权利要求1所述的一种交互式地基空间目标监视传感器模拟仿真系统， 其特征 在于， 所述空间目标仿 真子系统包括星历设置模块、 空间目标轨道预报模块、 空间事件计算 模块， 所述星历设置模块用于多种星历文件输入； 所述空间目标轨道预报模块用于解算星 历信息， 对于tle星历采用SGP4预报方法预报， 对于J2000.0坐标星历和ECEF坐标星历则采权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115422699 A 2用空间目标动力学模型预报； 所述空间事件计算模块用于依据输入的星历预报陨落、 碰撞 事件。 6.根据权利要求5所述的一种交互式地基空间目标监视传感器模拟仿真系统， 其特征 在于， 所述SGP4预报方法， 包括： 1)SGP4预报软件读入tle星历并解 算； 2)采用SGP4模型 预报tle星历； SGP4模型由如下函数表述： yi＝fi(e,i,Ω,ω,f,n,B*),i＝1,...7 式中： e轨道偏心率， i轨道倾角， Ω升交点赤经， ω近地点幅角， f真近点角， n是平均轨 道元的平均运动速度， B*是SGP4模型中使用的弹道系数。 7.根据权利要求5所述的一种交互式地基空间目标监视传感器模拟仿真系统， 其特征 在于， 预报陨落事 件的过程包括： 1)预报空间目标1个月以上的空间轨 迹； 2)计算目标高度变化， 当目标高度不断降低， 并最终小于120km时即判定目标将会陨 落。 8.根据权利要求5所述的一种交互式地基空间目标监视传感器模拟仿真系统， 其特征 在于， 预报碰撞事 件的过程包括： 1)读入tle星历； 2)计算tle星历中各目标的半长轴 、 半短轴、 倾角； 3)将重要目标设为主目标， 其他目标为辅目标， 采用穷举法依次预报tle星历中的辅目 标与主目标在未来24小时内的间距， 筛 选碰撞事件： a)假设主目标的半长轴为a1， 半短轴为b1， 辅目标半长轴为a2， 半短轴为b2， 若a1≤b2或b1 ≥a2， 则两目标不可能发生碰撞； b)每隔5分钟预报两个目标的位置并计算间距， 预报时长24小时， 其中， 当两目标间距 小于2000km， 则按时间间隔30s预报目标位置并计算间距； 统计间距最小值Rmin， 若Rmin≤ 300km， 则判定二 者有碰撞风险； c)进一步对有碰撞风 险的目标进行筛选， 按1s步长预报目标位置， 当辅目标进入以主 目标为中心， 半径 25km范围内， 即发出碰撞预警。 9.根据权利要求1所述的一种交互式地基空间目标监视传感器模拟仿真系统， 其特征 在于， 所述空间态势显示子系统包括空间环境参数设置模块、 可视化模块， 所述空间环境参 数设置模块用于地球重力场参数设置、 大气环境模型选择、 三体力选择、 潮汐力参数设置； 所述可视化模块利用二 维和三维模型真实动态显示技术， 根据观察点和观察方向对空间态 势场景进行实时动态显示。 10.根据权利要求1所述的一种交互式地基空间目标监视传感器模拟仿真系统， 其特征 在于， 所述模拟数据管理子系统包括数据库管理模块、 数据输出模块， 所述数据库管理模块 用于通过数据库管 理仿真场景数据、 仿 真结果数据、 仿 真参数； 数据输出模块用于按模板输 出仿真结果和中间过程文件。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115422699 A 3