1.一种考虑球面分布特性的可见低轨卫星覆盖特性分析方法,其特征在于,包括以下步骤:基于可见低轨卫星的球面分布特性,建立可见卫星轨道曲面的第一概率分布模型;基于所述第一概率分布模型,建立低轨卫星星下点对应地心角的第二概率分布模型;基于所述第二概率分布模型,得到地心角随机变量的概率分布函数;基于所述概率分布函数,计算得到低轨星座中的卫星对地面终端的平均覆盖时长;基于所述平均覆盖时长,计算得到可见卫星变化频度;所述可见卫星变化频度用于分析可见低轨卫星的覆盖特性;所述球面分布特性为可见低轨卫星在轨道椭球面上出现的位置满足周期性、无限性和等可能性要求,其中可见低轨卫星均匀分布在以地心为圆心的轨道椭球面上;所述概率分布函数为:其中,γ(t 0 )为A曲面对应的地心角,即地心角随机变量,t 0 为卫星运动过程中相对于地面站的仰角最大时刻,γ max 为B曲面对应的地心角;计算得到低轨星座中的卫星对地面终端的平均覆盖时长的过程包括:基于目标walker星座的几何参数,计算地面终端到星下点的最大地心角;基于在ECI坐标系下卫星角速度、地球角速度,计算ECEF坐标系下卫星角速度;将所述最大地心角、卫星角速度代入卫星对地面终端的平均覆盖时间计算公式中,计算得到卫星对地面终端的平均覆盖时长。
2.根据权利要求1所述的考虑球面分布特性的可见低轨卫星覆盖特性分析方法,其特征在于,计算地面终端到星下点的最大地心角的公式为:其中,h为轨道高度,θ min 为能观测到卫星情况下的仰角最小值,R e 为地球半径参数。
3.根据权利要求1所述的考虑球面分布特性的可见低轨卫星覆盖特性分析方法,其特征在于,计算ECEF坐标系下卫星角速度的公式为:ω=ω s -ω e cos i o其中,ω s 、ω e 分别为卫星和地球在ECI坐标系下的角速度,i o 为轨道面倾角,ω为ECEF坐标系下卫星角速度。
4.根据权利要求1所述的考虑球面分布特性的可见低轨卫星覆盖特性分析方法,其特征在于,所述卫星对地面终端的平均覆盖时间计算公式的推导过程包括:覆盖时间t c 的分布函数为:求导得到覆盖时间的概率密度函数为对所述覆盖时间概率密度函数求期望,求得卫星对地面终端的平均覆盖时间计算公式为其中,R为地面终端,γ(t 0 )中的t 0 为卫星运动过程中相对于地面站的仰角最大时刻,γ max 为地面终端到星下点的最大地心角,t c 为覆盖时间,ω为ECEF坐标系下卫星角速度。
5.根据权利要求1所述的考虑球面分布特性的可见低轨卫星覆盖特性分析方法,其特征在于,计算得到可见卫星变化频度的公式为:其中,m为平均可见卫星数,E(t c )为可见卫星平均覆盖时长,k根据实际情况取值。
6.一种考虑球面分布特性的可见低轨卫星覆盖特性分析系统,其特征在于,用以实施权利要求1-5任一项所述的考虑球面分布特性的可见低轨卫星覆盖特性分析方法,所述系统包括:模型构建模块,用于基于可见低轨卫星的球面分布特性,建立可见卫星轨道曲面的第一概率分布模型;基于所述第一概率分布模型,建立低轨卫星星下点对应地心角的第二概率分布模型;所述球面分布特性为可见低轨卫星在轨道椭球面上出现的位置满足周期性、无限性和等可能性要求,其中可见低轨卫星均匀分布在以地心为圆心的轨道椭球面上;函数确定模块,用于基于所述第二概率分布模型,得到地心角随机变量的概率分布函数;所述概率分布函数为:其中,γ(t 0 )为A曲面对应的地心角,即地心角随机变量,t 0 为卫星运动过程中相对于地面站的仰角最大时刻,γ max 为B曲面对应的地心角;第一计算模块,用于基于所述概率分布函数,计算得到低轨星座中的卫星对地面终端的平均覆盖时长;所述第一计算模块具体包括:基于目标walker星座的几何参数,计算地面终端到星下点的最大地心角;基于在ECI坐标系下卫星角速度、地球角速度,计算ECEF坐标系下卫星角速度;将所述最大地心角、卫星角速度代入卫星对地面终端的平均覆盖时间计算公式中,计算得到卫星对地面终端的平均覆盖时长;第二计算模块,用于基于所述平均覆盖时长,计算得到可见卫星变化频度;所述可见卫星变化频度用于分析可见低轨卫星的覆盖特性。
7.一种计算机存储介质,其特征在于,所述计算机存储介质上存储有计算机程序指令,所述计算机程序指令被处理器执行时实现如权利要求1-5任意一项所述的考虑球面分布特性的可见低轨卫星覆盖特性分析方法。