1.一种导航星座可见卫星数的估计方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1:获取目标导航星座的轨道类型,对于MEO卫星,获取MEO卫星的轨道倾角iM,轨道高度HM,轨道周期TM和卫星数目NM;对于IGSO卫星,获取IGSO卫星的轨道倾角iI、轨道高度HI、轨道星下点轨迹交叉点经度λ0、以及卫星数目NI;对于GEO卫星,获取GEO卫星的数目NG、以及每一颗GEO卫星的经度;
步骤2:基于MEO卫星轨道周期TM,建立MEO卫星在天球各位置处出现概率模型,获得任意地面点P处每日平均可见的MEO卫星数,具体包括:MEO卫星在天球上任一地心经纬度坐标处的南北向角速度 为:当 时,将MEO卫星在地心坐标 处出现的概率定义为:
公式(2)中,CM为待定常数,当 时, 为0;
以预设度数,将天球按地心经度和纬度分别做m和n等分,形成m×n个网格,天球上任一个网格(i,j)i=1,2,...m;j=1,2,…,n内MEO卫星出现的概率模型为:其中, 为网格(i,j)中心点的地心纬度;
则所有网格MEO卫星出现的概率之和等于设计的MEO卫星总数NM,即根据公式(4),可得
则常数CM为:
利用MEO卫星出现概率修正函数对MEO卫星出现的概率模型进行修正,得到修正后的MEO卫星出现概率模型为:其中,dM(i,j)为MEO卫星出现概率修正函数;
对于任意地面点P处,计算天球上某一网格中心 相对于地面点的高度角El,预设截止高度角为El0,高度角El大于等于El0的网格中出现的MEO卫星将被观测到,任意地面点P处能观测到的MEO卫星数nMEO为高度角超过El0的各网格MEO卫星出现概率之和,即其中,步骤3:基于IGSO卫星轨道高度HI、轨道倾角iI、以及星下轨迹交叉点经度λ0,建立IGSO卫星在天球各位置处出现概率的计算模型,获得任意地面点P处每日平均可见的IGSO卫星数;具体包括:计算IGSO卫星的星下点轨迹,进一步确定所有经过该轨迹的网格位置和网格数k,网格中心的地心经纬度坐标为 则某一中心坐标为 的网格中IGSO卫星出现的概率模型为:
其中,CI为待定常数, 为IGSO卫星在网格中心时的南北向角速度:为IGSO卫星在网格中心时的东西向角速度:
ωe为地球自转角速度, 为南北向和东西向角速度较大者;所有经过IGSO卫星轨迹的格网中卫星出现概率求和等于设计的IGSO卫星总数,即根据公式(12)可以求得常数CI,如下:
利用IGSO卫星出现概率修正函数 对IGSO卫星出现的概率模型进行修正,得到修正后的IGSO卫星出现概率模型为:其中, 为IGSO卫星出现概率修正函数,
对任意地面点P处高度角El大于预设截止高度角El0的所有网格中出现IGSO卫星的概率求和,获得任意地面点P处的每日平均可见IGSO卫星数nIGSO,即其中,
步骤4:基于现有GEO卫星实际观测数据,建立GEO卫星在天球各位置处出现概率的模型,获得任意地面点P处每日平均可见的GEO卫星数;具体包括:基于GEO卫星的数目NG、以及每一颗GEO卫星的经度λG,GEO卫星的坐标为(λG,0),GEO卫星的纬度为0;GEO卫星在天球上(λG,0)位置处100%出现,即出现的概率为1,在除天球上(λG,0)位置处出现的概率为0;GEO卫星(λG,0)在天球上的出现概率理论模型为:利用GEO卫星出现概率修正函数dG(i,j)对GEO卫星(λG,0)在天球上的出现概率理论模型进行修正,得到的修正模型为:公式(17)中dG(i,j)为GEO卫星出现概率修正函数;
预设截止高度角为El0,高度角超过El0的网格中出现的GEO卫星将被观测到,而高度角El低于El0的网格中即使出现GEO卫星也不会被观测到;GEO卫星地心经纬度坐标为(λi,0)i=1,2,…,l,其中l为GEO卫星颗数,则任意地面点P处每日平均可见的GEO卫星数nGEO为其中,步骤5:计算任意地面点P处每日平均可见的MEO卫星、IGSO卫星、GEO卫星三种总数:根据步骤2、步骤3、以及步骤4分别获得的任意地面点P处每日平均可观测到的MEO卫星数nMEO、IGSO卫星数nIGSO、以及GEO卫星数nGEO,计算任意地面点P处每日平均可观测的导航星座可见卫星总数ntotal,如下式:ntotal=nMEO+nIGSO+nGEO。