(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 202111564586.0 (22)申请日 2021.12.20 (71)申请人 航天东方红卫星 有限公司 地址 100094 北京市海淀区北京5 616信箱 (72)发明人 刘鸣鹤　王晓宇　杨志　葛建云　 (74)专利代理 机构 中国航天科技专利中心 11009 专利代理师 茹阿昌 (51)Int.Cl. G06F 30/15(2020.01) G06F 30/20(2020.01) B64G 1/10(2006.01) G06F 111/10(2020.01) G06F 119/06(2020.01) (54)发明名称 一种普查型光学遥感卫星设计方法 (57)摘要 一种普查型光学遥感卫星设计方法， 包含如 下步骤： (1)根据所使用的光电器件参数和用户 所需的地面 分辨率， 确定卫星的轨道高度和光学 载荷的焦距， (2)根据地面接收站的位置和步骤 (1)确定的卫星轨道高度， 确定平均一个轨道周 期的数传数据量， (3)根据突发感兴趣事件后， 发 送地面控制指令至卫星做出响应所需的时间， 以 及步骤(2)确定的平均一个轨道周期的数传数据 量， 确定卫星的数据存储容量， (4)根据卫星的能 源消耗量， 以及步骤(1)确定的卫星轨道高度， 确 定卫星太阳电池板的面积和蓄电池组容量。 本方 法围绕用户需求， 综合考虑所用光电器件的性 能， 通过增加卫星能源供给和数传能力等方式， 释放了卫星潜力， 提升 了卫星的应用效能。 权利要求书3页 说明书8页 附图2页 CN 114491786 A 2022.05.13 CN 114491786 A 1.一种普查型光学遥感卫星设计方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： (1)根据所选 定光电器件的最短曝光时间tmin， 确定卫星轨道高度h； 根据卫星轨道高度h， 用户所要求的地面分辨率dg， 以及所选定光电器件的像元尺寸dc， 确定光学 载荷的焦距f； (2)根据地面接收站的位置和步骤(1)得到的卫星轨道高度h， 确定卫星平均一个轨道 周期的数传数据量dd_av； (3)根据突发感兴趣事件后， 发送地面控制指令至卫星做出响应所需的时间， 以及步骤 (2)确定的卫星平均一个轨道周期的数传数据量dd_av， 确定卫星的数据存 储容量ssa； (4)根据卫星的能源消耗量， 以及步骤(1)确定的卫星轨道高度h， 确定卫星太阳 能电池 板的面积ssun和蓄电池组容 量wdes； (5)将步骤(1)得到卫星的轨道高度h和光学载荷的焦距f， 步骤(3)得到卫星的数据存 储容量ssa， 步骤(4)得到的卫星太阳能电池 板的面积ssun和蓄电池组容量wdes， 作为普查型光 学遥感卫星的设计参数。 2.根据权利要求1所述的一种普查型光学遥感卫星设计方法， 其特征在于， 所述步骤 (1)中， 根据所选 定光电器件的最短曝光时间tmin， 确定卫星轨道高度h， 具体为： (11)根据卫星的轨道半径， 得到 轨道倾角i的余弦表达式 地球采用圆球模型， 半径为re， 卫星轨道高度为h， 得到轨道半径为(re+h)， 设卫星运行 轨道为圆轨道， 计算得到 轨道倾角i的余弦值 为 其中， i∈(90 °,180°)。 (12)根据卫星的轨道半径(re+h)， 得到由卫星运动产生的地速vsg， 具体为： 根据卫星轨道半径(re+h)， 以及引力常数 μ， 得到卫星轨道运动的角速度ωs为 进一步得到由卫星运动地 面产生的地速vsg为 (13)根据 卫星产生的地速vsg， 赤道处地球自转产 生的地速ve， 卫星为降轨成像， 得到卫 星在赤道处的星下点 地速vg为 式中， ve为赤道处地球自转产生的地速 ve＝ωere (14)由光电器件的最短曝光时间tmin， 像元所对应的星下点分辨率 dg， 以及步骤(13)得 到的星下点 地速vg， 得到关于卫星轨道高度h的方程， 具体为权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114491786 A 2求解此方程得到卫星轨道高度h 。 3.根据权利要求2所述的一种普查型光学遥感卫星设计方法， 其特征在于， 所述步骤 (1)中， 根据卫星 轨道高度h， 用户所要求的地面分辨率dg， 以及光电器件的像元尺寸dc， 确定 光学载荷的焦距f， 具体为： 4.根据权利要求3所述的一种普查型光学遥感卫星设计方法， 其特征在于， 所述步骤 (2)中， 根据地面接收站的位置和步骤(1)得到的卫星轨道高度h， 确定卫星平均一个轨道周 期的数传数据量dd_av， 具体为： (21)根据地面接收站的位置和步骤(1)得到的卫星轨道高度h， 确定平均 一个轨道周期 中， 可进行 数传的时间长度td_av； 根据卫星的位置和地面接收站位置， 统计一个地球公转周期内， 每一轨道周期中可进 行数传的时间， 得到平均一个轨道周期的数传时间长度为td_av。 (22)确定卫星的数传速率psat 单台数传模块的数传速率 为psin， 卫星使用两台数传模块， 得到卫星的数传速率psat为 psat＝2psin (23)确定卫星平均一个轨道周期的数传数据量dd_av 根据步骤(21)得到的平均一个轨道周期的数传时间td_av， 步骤(22)得到的卫星的数传 速率psat， 得到卫星平均一个轨道周期的数据传输量dd_av为 dd_av＝td_av×psat。 5.根据权利要求4所述的一种普查型光学遥感卫星设计方法， 其特征在于， 所述步骤 (3)中， 根据突发感兴趣事件后， 发送地面控制指令至卫星做出响应所需的时间， 以及卫星 平均一个轨道周期的数传数据量dd_av， 确定卫星的数据存 储容量ssa， 具体为： (31)确定以轨道周期为单位的 “突发感兴趣事件后， 发送地面控制指令至卫星做出响 应所需的时间 ”tsu， 具体为： 设实际的响应所需时间为tre， 卫星的轨道周期 为T， 增加2个轨道周期的余量时长， 得到 以卫星轨道周期为单位的 “突发感兴趣事件后， 发送地面控制指令至卫星做出响应所需的 时间”tsu为 式中， 表示向上 取整； (32)得到平均每一轨道周期中， 数据下传后剩余的数据量dd_lea 设平均每一轨道周期所获取的数据量为 dd_ge， 根据步骤(23)得到的平均一个轨道周期 的数传数据量dd_av， 确定平均每一轨道周期数据下传后剩余的数据量dd_lea为 dd_lea＝dd_ge‑dd_av (33)根据步骤(31)得到的以轨道周期为单位的 “突发感兴趣事件后， 发送地面控制指 令至卫星做出响应所需的时间 ”tsu， 步骤(32)得到的数据下传后剩余的数据量dd_lea， 确定权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114491786 A 3