專利名稱：在軌導航衛(wèi)星系統(tǒng)構造的方法
技術領域：
該發(fā)明屬于航天技術，特別是用于地球表面創(chuàng)立衛(wèi)星系統(tǒng)定位工程。
背景技術：
從宇宙中觀察地球的方法是眾所周知的，這種觀察方法包括了以下內容引導人造衛(wèi)星到n倍數(shù)的與地球同步的軌道上，軌道的傾角為i＝arccos(n/m)，m的位置在哪，相應地n就是每一個衛(wèi)星使用交點的周期數(shù)據，就是在一個衛(wèi)星航線重復的周期內，地球自傳的有效周期的數(shù)據；就是按照寬度180°/m，在成比例的視野范圍內，地面物體的圖像在衛(wèi)星船上顯示的結果。
在提出的規(guī)定的視野寬度條件下，隨著人造衛(wèi)星需要的數(shù)據的降低，這個已知的方法使地球表面無法穿透的視野的開發(fā)得到了保障。
這個已知方法的缺點所在是相對較大地需要視野范圍的寬度如果保持該方法其他的優(yōu)點，只有人造衛(wèi)星在軌道上專門的分布排列，才能夠使這個視野范圍的寬度降低。(證書號RU297930分類號64G1/10，1988.)已知的從宇宙觀察地球表面的方法，包括引導人造衛(wèi)星到n倍數(shù)的與地球同步的軌道上，軌道的傾角為i＝arccos(n/m)，m的位置在哪，相應地n就是每一個衛(wèi)星使用交點的周期內的數(shù)據，就是在一個衛(wèi)星航線重復的周期內，地球自傳的有效周期的數(shù)據，就是按照寬度180°/m，在成比例的視野范圍內，地面物體的圖像在衛(wèi)星船上顯示的結果，該方法優(yōu)點在于在觀察地球表面無法穿透狀態(tài)的條件下，成比例地降低對于他們視野范圍中的每一個所需要的人造衛(wèi)星總數(shù)n；同時把這些衛(wèi)星引到軌道上，這些軌道的特點是它同時也通過地球赤道，和所有衛(wèi)星相互間的距離是相等的；在N2K條件下是180°/(mN)，N 2K+1條件下是360°/(mN)，K是自然數(shù)(證書號RU2058917，分類號64G1/10，1996)。
衛(wèi)星在軌道上的布局體系，對于地面工程的發(fā)射也是已知的。(US6727850，G01S5/14，27.04.2004；CA249014，B60R11/02，11.03.2004；WO200431909，G06F，15.04.2004；TW539865。G01S1/00，2003)
按照技術要領伽利略(全歐洲體系)的軌道上的體系建設方法與我們提出的方法是最近似的，在這個方法(伽利略的)條件下，實現(xiàn)了人造地球衛(wèi)星在三個軌道平面上的發(fā)射，平均每個平面有10顆衛(wèi)星，其中9顆是活動著的，另一顆是后備。9顆活動的衛(wèi)星在同一軌道上每隔40°分布一個，1顆后備衛(wèi)星也在這一軌道上，它可以在任何一個位置上，因此，這些軌道的平面沿著赤道(每隔120°)的分布是均勻的，相等的。
需要具備人造地球衛(wèi)星在軌道上的相當多的重要數(shù)據，是這個解決方法的缺點。

發(fā)明內容
我們所提供的這項發(fā)明的技術效果在于在地面上目標的定位裝置的系統(tǒng)參數(shù)不受到任何影響的情況下可以減少人造地球衛(wèi)星的數(shù)量。
為此，需要導航作用的人造衛(wèi)星系統(tǒng)的軌道分配的方法，這個方法可以推斷出環(huán)行的和其它的N個人造地球衛(wèi)星軌道，這些人造地球衛(wèi)星運行在N個平面(n大于2的整數(shù))，沿著mi，i＝1，......n，在每一個平面上的衛(wèi)星，他的特點在于人造地球衛(wèi)星處在基準平面的軌道上，和處于兩兩對稱的并且對著基準平面的平面上，在這種情況下，人造地球衛(wèi)星的軌道所指定的平面通過夾角對著基準平面，而這個角不等于360°/N，而平面中的軌道上的人造衛(wèi)星同基準人造衛(wèi)星非成對對稱的狀態(tài)。(衛(wèi)星系統(tǒng)周期性視野軌道結構尤.恩.辛帶茲，莫斯科，MTTY出版社，2000 104頁)下面解釋整個航空系統(tǒng)的構造學說的特殊性。
現(xiàn)代的系統(tǒng)基本上是按照有規(guī)律的系統(tǒng)的運動學規(guī)則建立起來的，在時間的初始時刻，人造地球衛(wèi)星處在某個對稱的伽利略系統(tǒng)的高峰狀態(tài)。從理論上看，隨著人造地球衛(wèi)星數(shù)量的增加，這個系統(tǒng)的曲線有所改善，但是我們所提出的范例，在人造地球衛(wèi)星數(shù)目增加的時候，從11到12，從14到15，從20到21，系統(tǒng)的評定惡化了。這樣，軌道體系的最優(yōu)化參數(shù)的選擇，只能在所選出的構造等級界限之內的有限的數(shù)量之內選擇，而不是在整個系統(tǒng)構造之內進行優(yōu)選。
我們所申請的航空系統(tǒng)的體系方法建立在微分學和數(shù)學的程序設計的思想基礎之上，而這些思想是一個或幾個人造衛(wèi)星系統(tǒng)的最初狀態(tài)；經過不斷增加連續(xù)的定義而形成的，為了在最終能夠保障系統(tǒng)中最好的質量指標能夠發(fā)揮作用。
從理論中得知，為了保證所有人造衛(wèi)星軌道的彈道穩(wěn)定性，系統(tǒng)就應當保持處于相同的高度和一樣的傾斜角，在相反的情況下，由于地球引力向心力的影響，軌道平面將沿著赤道的不同速度旋轉，這就會產生軌道平面相互之間是呈現(xiàn)夾角的相對位置將會持續(xù)不斷地發(fā)生變化，而系統(tǒng)也就不可能完成指定的任務。
按照我們提供的方法，需要把人造衛(wèi)星推到平面上的軌道，而這個平面同基準平面的不等于360°/n，并且位于對稱平衡狀態(tài)(例如在三維二維情況下，同基準平面的夾角一樣是不等于120°，同加利略系統(tǒng)的區(qū)別，在加利略系統(tǒng)中人造衛(wèi)星被安排在相互之間夾角120°的平面上，也就是說平面的分布是均勻一致的)。我們提供的方法要求軌道平面的布置沿著赤道不均勻的安排，而是成對的對稱，為了完成地面目標的定位裝置的指定任務，軌道平面的布置在不均勻的情況下，人造衛(wèi)星的布局在每一個軌道平面的范圍內應當也是不均勻地。根據我們申請的方法需要把人造衛(wèi)星安排成相對基準人造衛(wèi)星呈成對對稱的狀態(tài)，為了核對《基準平面》《基準人造衛(wèi)星》的術語使用情況必須建立專用術語的說明書。
基準平面一人造地球衛(wèi)星軌道平面隨機地安排，相對于基準平面以成對對稱的方式安排其他的軌道平面，如果軌道平面數(shù)n是偶數(shù)，那么基準平面是虛擬的，也就是說平面上一個人造衛(wèi)星也沒有，而為對稱中心服務的是其他的成對的軌道平面。
基準人造衛(wèi)星-軌道上衛(wèi)星之中的一顆，相對于基準衛(wèi)星，其它的人造地球衛(wèi)星系統(tǒng)的衛(wèi)星在開始時刻都是成相對對稱分布的，基準衛(wèi)星可以說是虛擬的，也就是軌道平面上的某個點，和其它所有衛(wèi)星一樣，沿著軌跡運動，而相對于基準衛(wèi)星的其他衛(wèi)星在最初時刻也是兩兩成對并對稱的，基準衛(wèi)星一定是虛擬的。如果中心平面是虛擬的，也就是說如果軌道平面數(shù)量是偶數(shù)的話，除此之外，如果平面上衛(wèi)星數(shù)量是偶數(shù)，基準衛(wèi)星也可能是虛擬的。
在示意

圖1、2、3上繪出了三個平面上軌道上的人造地球衛(wèi)星相應的布置，球面的人造衛(wèi)星系統(tǒng)(數(shù)字資料)最優(yōu)化的配置方法刊登在《飛行》雜志2001年2期的20-20頁。
在表格中列出了伽利略系統(tǒng)和我們申請的專利的數(shù)據對比


證明研究的結果，按照我們申請專利的方法，該系統(tǒng)需要較少的財務支出費用，并保障更安全地提供質量水平。也就是說，性價比超出眾所周知的系統(tǒng)。
權利要求
1.導航人造衛(wèi)星體系軌道的構造方法包含，通向圓周形的線或其它的一些人造地球衛(wèi)星的軌道，這些人造地球衛(wèi)星工作在n個平面上，每個平面上有幾個衛(wèi)星，其特征在于所述人造地球衛(wèi)星分布排列在基準平面的軌道上和其它相對于基準平面成對地、均衡地排列的一些平面上，這些人造地球衛(wèi)星軌道的指定的平面通過一些角度，相對于基準平面而分布排列，角度不等于360/n，而這些人造地球衛(wèi)星在軌道上，在平面里相對于基準人造地球衛(wèi)星不等地成對對稱地分布排列。
全文摘要
本發(fā)明涉及空間工程并且可以被用于發(fā)展用于地面物體定位的衛(wèi)星系統(tǒng)。所述的發(fā)明可以減少人造地球衛(wèi)星的數(shù)量而不會惡化地面物體定位系統(tǒng)的參數(shù)。本發(fā)明的方法用于形成一個在軌導航衛(wèi)星系統(tǒng)包括設置N個運行在N個平面上的人造地區(qū)衛(wèi)星(n是大于2的整數(shù))在環(huán)形或其它軌道上通過m
文檔編號B64G1/24GK1964889SQ200580018063
公開日2007年5月16日 申請日期2005年4月28日 優(yōu)先權日2004年10月27日
發(fā)明者尤里·馬泰維奇·烏爾利奇奇, 弗拉基米爾·亞力山大羅維奇·波波夫金, 瓦加齊拉夫·瓦拉迪米洛奇·達沃金, 阿諾德·瑟格伊維奇·舍利瓦諾夫, 弗拉基米爾·伊萬諾維奇·高布林, 瓦加齊拉夫·菲利波維奇·法提夫 申請人:Npo航天儀器制造股份公司