(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 202211343666.8 (22)申请日 2022.10.31 (71)申请人 中国空间技 术研究院 地址 100094 北京市海淀区友谊路104 号 (72)发明人 朱晓辉　吴志强　李绍旸　贾振华　 韩笑　夏珍珠　孙文杰　 (74)专利代理 机构 北京志霖恒远知识产权代理 有限公司 1 1435 专利代理师 郭栋梁 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) (54)发明名称 一种低轨卫星 星座的仿真方法及系统 (57)摘要 本申请提供一种低轨卫星星座的仿真方法 及系统， 所述方法包括： 获取目标卫星星座的配 置文件； 配置文件包括目标卫星星座所需的目标 组件模型集合以及目标原子模型集合； 目标组件 模型集合包括具有树状结构的多层级目标组件 模型； 目标原子模型集合包括末级目标组件模型 所采用的目标原子模型； 目标原子模 型采用仿真 建模的方式实现； 从预先构建的组件模型库中提 取树状结构的各级目标组件模型， 并按照树状结 构组装各层级的目标组件模型， 得到初始模型； 从预先构建的原子模型库中提取目标原子模型， 在初始模型中建立目标原子模型和对应的末级 目标组件模 型之间的通信关系， 得到目标卫星星 座的仿真模 型； 基于仿真模型对目标卫星星座进 行仿真实验。 权利要求书3页 说明书12页 附图10页 CN 115544800 A 2022.12.30 CN 115544800 A 1.一种低轨卫星 星座的仿真方法， 其特 征在于， 所述方法包括如下步骤： 获取目标卫星星座的配置文件； 所述配置文件中包括所述目标卫星星座所需的目标组 件模型集合以及目标原子模型集合； 所述目标 组件模型集合中包括具有树状结构的多层级 目标组件模型； 所述 目标原子模型集合包括末级目标组件模型所采用的目标原子模型； 所 述目标原子模型采用仿真 建模的方式实现； 从预先构建的组件模型库中提取所述树状结构的各级目标组件模型， 并按照所述树状 结构组装各层级的目标组件 模型， 得到初始模型； 从预先构建的原子模型库中提取所述目标原子模型， 在所述初始模型中建立所述目标 原子模型和对应的末级目标组件模型之间的通信关系， 得到所述目标卫星星座的仿真模 型； 基于所述仿真模型对所述目标卫星 星座进行仿真实验。 2.根据权利要求1所述的低轨卫星星座的仿真方法， 其特征在于， 还包括基于以下方法 构建所述组件 模型库： 基于待建模星座群中不同类型卫星的构型参数差异， 确定组件模型之间的层级关系； 在所述层级关系中， 包括自上而下具有父子关系的组件模型， 其中不同类型卫星的相同功 能作为父组件模型， 该相同功能的构型参数在 满足划分需求的情况下用于构建不同的子组 件模型； 构建不同层级的组件 模型， 得到所述组件 模型库。 3.根据权利要求1或2所述的低轨卫星星座的仿真方法， 其特征在于， 还包括基于以下 方法构建所述原子模型库： 对末级组件 模型进行包络分析， 构建末级组件 模型的原子模型。 4.根据权利要求3所述的低轨卫星星座的仿真方法， 其特征在于， 所述对末级组件模型 进行包络分析， 构建末级组件 模型的原子模型， 包括： 对所述末级组件 模型进行包络分析， 得到所述组件 模型的同一功能的不同算法要求； 针对每种算法要求， 确定对应的数学方法和建模语言， 并基于对应的数学方法和建模 语言建立对应的原子模型； 基于各末级组件 模型对应的至少一个原子模型， 构建所述原子模型库。 5.根据权利要求2所述的低轨卫星星座的仿真方法， 其特征在于， 针对第一类型的卫 星， 所述组件 模型的层级关系至少包括： 一级组件 模型， 所述 一级组件 模型至少包括 I型卫星平台和窄带业 务载荷分布系统； 二级组件模型， 所述二级组件模型至少包括对应于I型卫星平台的G1型供配电分系统 和姿轨控分系统、 以及 对应于窄带业务载荷分布系统的窄带业务馈电载荷和窄带业务用户 载荷； 三级组件模型， 所述三级组件模型至少包括对应于G1型供配电分系统的低功率电源组 件和小容量配电单元、 对应于姿轨控分系统的敏感器组件、 控制计算机和执行机构、 对应于 窄带业务馈电载荷的Ka馈电波束天线和馈电处理单元、 以及 对应于窄带业务用户载荷的窄 带业务处理单元和窄带用户波 束天线。 6.根据权利要求2所述的低轨卫星星座的仿真方法， 其特征在于， 针对第二类型的卫 星， 所述组件 模型的层级关系包括：权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115544800 A 2一级组件 模型， 所述 一级组件 模型至少包括 I型卫星平台和宽带业 务载荷分布系统； 二级组件模型， 所述二级组件模型至少包括对应于I型卫星平台的G1型供配电分系统 和姿轨控分系统、 以及 对应于宽带业务载荷分布系统的宽带业务馈电载荷和宽带业务用户 载荷； 三级组件模型， 所述三级组件模型至少包括对应于G1型供配电分系统的低功率电源组 件和中等容量配电单元、 对应于姿轨控分系统的敏感器组件、 控制计算机和执行机构、 对应 于宽带业务馈电载荷的QV馈电波束天线和馈电处理单元、 以及 对应于宽带业务用户载荷的 宽带业务处理单元和宽带用户波 束天线。 7.根据权利要求2所述的低轨卫星星座的仿真方法， 其特征在于， 针对第三类型的卫 星， 所述组件 模型的层级关系包括： 一级组件 模型， 所述 一级组件 模型至少包括 II型卫星平台和综合 业务载荷分布系统； 二级组件模型， 所述二级组件模型至少包括对应于II型卫星平台的G2型供配电分系统 和姿轨控分系统、 以及对应于综合业务载荷分布系统的综合业务馈电载荷、 宽带业务用户 载荷和窄带业 务用户载荷； 三级组件模型， 所述三级组件模型至少包括对应于G2型供配电分系统的高功率电源组 件和大容量配电单元、 对应于姿轨控分系统的敏感器组件、 控制计算机和执行机构、 对应于 综合业务馈电载荷的QV馈电波束天线和馈电处理单元、 对应于宽带业务用户载荷的宽带业 务处理单元和宽带用户波束天线、 以及 对应于窄带业务用户载荷的窄带业务处理单元和窄 带用户波 束天线。 8.一种低轨卫星 星座的仿真系统， 其特 征在于， 包括： 配置文件获取模块， 所述获取模块配置用于获取目标卫星星座的配置文件； 所述配置 文件中包括所述目标卫星星座所需的目标组件模型集合以及目标原子模型集合； 所述目标 组件模型集合中包括具有树状结构的多层级目标 组件模型； 所述目标原子模型集合包括末 级目标组件 模型所采用的目标原子模型； 所述目标原子模型采用仿真 建模的方式实现； 第一提取模块， 所述第 一提取模块配置用于从预先构建的组件模型库中提取所述树状 结构的各级目标组件模型， 并按照所述树状结构组装各层级的目标组件模型， 得到初始模 型； 第二提取模块， 所述第 二提取模块配置用于从预先构建的原子模型库中提取所述目标 原子模型， 在所述初始模型中建立所述目标原子模型和对应的末级目标 组件模型之 间的通 信关系， 得到所述目标卫星 星座的仿真模型； 仿真实验模块， 所述仿真实验模块配置用于基于所述仿真模型对所述目标卫星星座进 行仿真实验。 9.根据权利要求8所述的低轨卫星 星座的仿真系统， 其特 征在于， 还 包括： 第一构建模块， 所述第一构建模块配置用于构建组件 模型库； 第二构建模块， 所述第二构建模块配置用于构建原子模型库。 10.根据权利要求9所述的低轨卫星星座的仿真系统， 其特征在于， 所述第一构建模块 包括： 层级关系确定子模块， 所述层级关系确定子模块配置用于基于待建模星座群中不同类 型卫星的构型参数差异， 确定组件模型之间的层级关系； 在所述层 级关系中， 包括自上而 下权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115544800 A 3