一种无人机模拟卫星过境的方法及系统

摘要

本发明提出了一种无人机模拟卫星过境的方法及系统，涉及模拟卫星技术领域。该方法包括：按照预设采样步长，计算在各时间点待模拟卫星相对于地面测控站位置的方位角和俯仰角。根据待模拟卫星过境期间各时间点待模拟卫星相对于地面测控站的方位角和俯仰角，计算无人机距离地面测控站的斜距。计算各位置点无人机的相对坐标。根据无人机的相对坐标和地面测控站经度、纬度和高度数据，生成无人机航路点的经度、纬度和高度数据，并注入无人机。地面测控站生成跟踪计划，响应用户操作控制无人机航路点和任务载荷，以模拟正常状态和应急状态下的待模拟卫星。用户可以根据卫星操作任务调整航路点和任务载荷，以满足训练需求，使得训练资源显著增加。

说明书

技术领域

本发明涉及模拟卫星技术领域，具体而言，涉及一种无人机模拟卫星过境的方法及系统。

背景技术

在航天任务中，地面测控站是保证航天器正常在轨运行、天地通信以及应用数据下传的基础设施。熟练操控使用地面测控站也是地面操作人员的必备技能。传统的地面操作人员操作培训方式是在地面测控站正常跟踪在轨卫星的过程中，通过对操作熟练的人员的观察和模仿以实现技能掌握。虽然这种传统培训方式无需专用训练设备，但是这种传统培训方式依赖于实际在轨运行的卫星，不仅资源有限，采用真实在轨资源进行训练本身风险成本很高，而且对训练资质的要求也比较高，限制了训练受众范围。

由于上述传统培训方式受到实际卫星资源的限制，不仅训练周期长、训练内容受限，而且训练资源也难以匹配更广泛的需求，比如航天任务正式操作岗之外的科研类岗位。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无人机模拟卫星过境的方法及系统，用以改善现有技术中由于依赖于实际在轨运行的卫星，而受到实际卫星资源的限制，造成训练周期长、训练内容受限的问题。

本发明的实施例是这样实现的：

第一方面，本申请实施例提供一种无人机模拟卫星过境的方法，其包括如下步骤：获取待模拟卫星的轨道数据，并根据轨道数据建立卫星轨道。获取地面测控站的坐标数据，并根据地面测控站的坐标数据设定地面测控站位置，地面测控站的坐标数据包括地面测控站经度、纬度和高度数据。响应用户操作设置起点时刻T0，根据起点时刻T0和卫星轨道，按照预设采样步长，计算在各时间点待模拟卫星相对于地面测控站位置的方位角A和俯仰角E。获取地面测控站的最低仰角限制参数，若俯仰角E大于最低仰角限制参数，则认为待模拟卫星过境，并获取待模拟卫星过境期间的所有时间点。设定无人机飞行高度为高度h，根据待模拟卫星过境期间各时间点待模拟卫星相对于地面测控站的方位角A和俯仰角E，获取地面测控站与待模拟卫星的连线在高度h的位置点，并利用公式

在本发明的一些实施例中，上述根据起点时刻T0和卫星轨道，按照预设采样步长，计算在各时间点待模拟卫星相对于地面测控站位置的方位角A和俯仰角E的步骤包括：根据卫星轨道，按照预设采样步长，计算起点时刻T0之后，待模拟卫星与地心连线位置矢量在地心惯性系中的笛卡尔坐标即第一坐标。根据地面测控站的坐标数据，计算地面测控站与地心连线位置矢量在地心惯性系中的笛卡尔坐标即第二坐标。利用第一坐标减去第二坐标，得到待模拟卫星相对地面测控站位置矢量在地心惯性系中的笛卡尔坐标即第三坐标。根据地面测控站的坐标数据，计算在地心惯性系到地面测控站坐标系的坐标转换矩阵，并根据坐标转换矩阵，将第三坐标转换成待模拟卫星相对地面测控站位置矢量在地面测控站坐标系中的笛卡尔坐标即第四坐标。设第四坐标为(X，Y，Z)，根据(X，Y，Z)计算各时间点待模拟卫星相对于地面测控站位置的方位角A和俯仰角E。

在本发明的一些实施例中，上述根据(X，Y，Z)计算各时间点待模拟卫星相对于地面测控站位置的方位角A和俯仰角E的步骤包括：根据(X，Y，Z)，利用公式

在本发明的一些实施例中，上述获取待模拟卫星的轨道数据，并根据轨道数据建立卫星轨道的步骤包括：获取待模拟卫星的轨道根数和相关力学参数，根据轨道根数和相关力学参数确定卫星轨道。

在本发明的一些实施例中，上述获取地面测控站的最低仰角限制参数的步骤之前，该方法还包括：获取地面测控站的使用技术要求，并根据使用技术要求设置最低仰角限制参数。

在本发明的一些实施例中，上述根据每个时间点的斜距r、方位角A和俯仰角E，计算各位置点无人机的相对坐标的步骤包括：利用公式x＝r·cos(E)cos(A)、y＝r·cos(E)sin(A)和z＝h，计算各位置点无人机的相对坐标(x，y，z)。

第二方面，本申请实施例提供一种无人机模拟卫星过境的系统，其包括：待模拟卫星获取模块，用于获取待模拟卫星的轨道数据，并根据轨道数据建立卫星轨道。地面测控站坐标获取模块，用于获取地面测控站的坐标数据，并根据地面测控站的坐标数据设定地面测控站位置，地面测控站的坐标数据包括地面测控站经度、纬度和高度数据。待模拟卫星方位计算模块，用于响应用户操作设置起点时刻T0，根据起点时刻T0和卫星轨道，按照预设采样步长，计算在各时间点待模拟卫星相对于地面测控站位置的方位角A和俯仰角E。卫星过境判定模块，用于获取地面测控站的最低仰角限制参数，若俯仰角E大于最低仰角限制参数，则认为待模拟卫星过境，并获取待模拟卫星过境期间的所有时间点。斜距计算模块，用于设定无人机飞行高度为高度h，根据待模拟卫星过境期间各时间点待模拟卫星相对于地面测控站的方位角A和俯仰角E，获取地面测控站与待模拟卫星的连线在高度h的位置点，并利用公式

在本发明的一些实施例中，上述待模拟卫星方位计算模块包括：第一坐标计算单元，用于根据卫星轨道，按照预设采样步长，计算起点时刻T0之后，待模拟卫星与地心连线位置矢量在地心惯性系中的笛卡尔坐标即第一坐标。第二坐标计算单元，用于根据地面测控站的坐标数据，计算地面测控站与地心连线位置矢量在地心惯性系中的笛卡尔坐标即第二坐标。第三坐标计算单元，用于利用第一坐标减去第二坐标，得到待模拟卫星相对地面测控站位置矢量在地心惯性系中的笛卡尔坐标即第三坐标。第四坐标计算单元，用于根据地面测控站的坐标数据，计算在地心惯性系到地面测控站坐标系的坐标转换矩阵，并根据坐标转换矩阵，将第三坐标转换成待模拟卫星相对地面测控站位置矢量在地面测控站坐标系中的笛卡尔坐标即第四坐标。方位角计算单元，用于设第四坐标为(X，Y，Z)，根据(X，Y，Z)计算各时间点待模拟卫星相对于地面测控站位置的方位角A和俯仰角E。

在本发明的一些实施例中，上述方位角计算单元包括：公式计算子单元，用于根据(X，Y，Z)，利用公式

在本发明的一些实施例中，上述待模拟卫星获取模块包括：卫星轨道确定单元，用于获取待模拟卫星的轨道根数和相关力学参数，根据轨道根数和相关力学参数确定卫星轨道。

在本发明的一些实施例中，上述无人机模拟卫星过境的系统还包括：最低仰角限制参数设置模块，用于获取地面测控站的使用技术要求，并根据使用技术要求设置最低仰角限制参数。

在本发明的一些实施例中，上述无人机相对坐标计算模块包括：公式计算单元，用于利用公式x＝r·cos(E)cos(A)、y＝r·cos(E)sin(A)和z＝h，计算各位置点无人机的相对坐标(x，y，z)。

第三方面，本申请实施例提供一种电子设备，其包括存储器，用于存储一个或多个程序；处理器。当一个或多个程序被处理器执行时，实现如上述第一方面中任一项的方法。

第四方面，本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述第一方面中任一项的方法。

相对于现有技术，本发明的实施例至少具有如下优点或有益效果：

本发明提供一种无人机模拟卫星过境的方法及系统，其包括如下步骤：获取待模拟卫星的轨道数据，并根据轨道数据建立卫星轨道。获取地面测控站的坐标数据，并根据地面测控站的坐标数据设定地面测控站位置，地面测控站的坐标数据包括地面测控站经度、纬度和高度数据。响应用户操作设置起点时刻T0，根据起点时刻T0和卫星轨道，按照预设采样步长，计算在各时间点待模拟卫星相对于地面测控站位置的方位角A和俯仰角E。获取地面测控站的最低仰角限制参数，若俯仰角E大于最低仰角限制参数，则认为待模拟卫星过境，并获取待模拟卫星过境期间的所有时间点。设定无人机飞行高度为高度h，根据待模拟卫星过境期间各时间点待模拟卫星相对于地面测控站的方位角A和俯仰角E，获取地面测控站与待模拟卫星的连线在高度h的位置点，并利用公式

该方法及系统首先根据卫星轨道，按照预设采样步长，计算起点时刻T0之后，各时间点待模拟卫星相对于地面测控站位置的方位角A和俯仰角E，然后通过比较俯仰角E和最低仰角限制参数，判断出待模拟卫星是否过境。并获取待模拟卫星过境期间的所有时间点，以及各时间点对应的并获取待模拟卫星过境期间的所有时间点。对于各时间点无人机而言，地面测控站与对应时间点待模拟卫星的连线在高度h的位置点即为各时间点对应的无人机位置，并利用公式

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的一种无人机模拟卫星过境的方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的一种方位角A和俯仰角E的具体计算流程图；

图3为本发明实施例提供的一种无人机模拟卫星过境的系统的结构框图；

图4为本发明实施例提供的一种待模拟卫星方位计算模块的结构框图；

图5为本发明实施例提供的一种地面测控站坐标系的示意图；

图6为本发明实施例提供的一种电子设备的示意性结构框图。

图标：100-无人机模拟卫星过境的系统；110-待模拟卫星获取模块；120-地面测控站坐标获取模块；130-待模拟卫星方位计算模块；131-第一坐标计算单元；132-第二坐标计算单元；133-第三坐标计算单元；134-第四坐标计算单元；135-方位角计算单元；140-卫星过境判定模块；150-斜距计算模块；160-无人机相对坐标计算模块；170-航路点数据得到模块；180-卫星状态模拟模块；101-存储器；102-处理器；103-通信接口。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，若出现术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，若出现由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

在本申请的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的各个实施例及实施例中的各个特征可以相互组合。

实施例

请参照图1，图1所示为本发明实施例提供的一种无人机模拟卫星过境的方法的流程图。一种无人机模拟卫星过境的方法，其包括如下步骤：

S110：获取待模拟卫星的轨道数据，并根据轨道数据建立卫星轨道；

其中，上述轨道数据包括待模拟卫星的轨道根数和相关力学参数。根据轨道根数和相关力学参数，能确定唯一一条轨道。

其中，相关力学参数包括选用的重力场模型、重力场阶数和级数、选用的大气密度模型、大气密度模型中空间环境参数、卫星面质比等。

S120：获取地面测控站的坐标数据，并根据地面测控站的坐标数据设定地面测控站位置，地面测控站的坐标数据包括地面测控站经度、纬度和高度数据；

具体的，获取地面测控站的经度、纬度和高度数据，将地面测控站的经度、纬度和高度数据输入至计算软件，在计算软件中，可以根据地面测控站的经度、纬度和高度数据设定地面测控站位置。

需要说明的是，上述计算软件用于设定地面测控站位置的为现有技术，在此不必赘述。

S130：响应用户操作设置起点时刻T0，根据起点时刻T0和卫星轨道，按照预设采样步长，计算在各时间点待模拟卫星相对于地面测控站位置的方位角A和俯仰角E；

其中，上述预设采样步长可以为1S。

具体的，根据卫星轨道，按照1S的采样步长，计算起点时刻T0之后，待模拟卫星与地心连线位置矢量在地心惯性系中的笛卡尔坐标即第一坐标，其中，待模拟卫星与地心连线位置矢量指向该待模拟卫星。然后根据地面测控站的坐标数据，计算地面测控站与地心连线位置矢量在地心惯性系中的笛卡尔坐标即第二坐标，其中，地面测控站与地心连线位置矢量指向该地面测控站。然后利用第一坐标减去第二坐标，则可以得到待模拟卫星相对地面测控站位置矢量在地心惯性系中的笛卡尔坐标即第三坐标，其中，待模拟卫星相对地面测控站位置矢量指向该待模拟卫星。利用地面测控站的坐标数据计算在地心惯性系到地面测控站坐标系的坐标转换矩阵，并进一步将第三坐标转换成待模拟卫星相对地面测控站位置矢量在地面测控站坐标系中的笛卡尔坐标即第四坐标(X，Y，Z)，利用公式

S140：获取地面测控站的最低仰角限制参数，若俯仰角E大于最低仰角限制参数，则认为待模拟卫星过境，并获取待模拟卫星过境期间的所有时间点；

具体的，获取地面测控站的使用技术要求，以此确定该地面测控站的最低仰角限制参数。通过比较俯仰角E和最低仰角限制参数，可以判断待模拟卫星是否过境。并获取待模拟卫星过境期间的所有时间点，以及各时间点对应的并获取待模拟卫星过境期间的所有时间点。

S150：设定无人机飞行高度为高度h，根据待模拟卫星过境期间各时间点待模拟卫星相对于地面测控站的方位角A和俯仰角E，获取地面测控站与待模拟卫星的连线在高度h的位置点，并利用公式

具体的，利用无人机模拟卫星时，由于无人机相对于地面测控站的方位角A和俯仰角E与待模拟卫星相对于地面测控站的方位角A和俯仰角E一致，则对于各时间点无人机而言，地面测控站与对应时间点待模拟卫星的连线在高度h的位置点即为各时间点对应的无人机位置，则利用公式

请参照图5，图5所示为本发明实施例提供的一种地面测控站坐标系的示意图。其中，坐标原点为地面测控站，r为无人机距离地面测控站的斜距，h为无人机飞行高度，A为方位角A，E为俯仰角。

S160：根据每个时间点的斜距r、方位角A和俯仰角E，计算各位置点无人机的相对坐标；

具体的，设各位置点无人机的相对坐标为(x，y，z)，利用公式x＝r·cos(E)cos(A)、y＝r·cos(E)sin(A)和z＝h，则可计算各位置点无人机的相对坐标(x，y，z)。

S170：根据各位置点无人机的相对坐标和地面测控站经度、纬度和高度数据，生成各时间点无人机航路点的经度、纬度和高度数据，并将各时间点无人机航路点的经度、纬度和高度数据注入无人机，无人机在起点时刻T0起飞，并按照航路点的经度、纬度和高度数据飞行；

具体的，由于根据待模拟卫星过境期间各时间点待模拟卫星相对于地面测控站的方位角A和俯仰角E得到的各位置点无人机的相对坐标，则各位置点无人机的相对坐标是各位置点无人机相对于地面测控站位置矢量在地面测控站坐标系中的坐标。则根据地面测控站经度、纬度和高度数据，可以得到各时间点无人机的经度、纬度和高度数据，即航路点数据。

上述实现过程中，无人机挂载有测控应答机或信标机等合作目标设备，无人机将在起点时刻T0起飞，并按注入的各时间点的航路点数据进行飞行，以模拟待模拟卫星在卫星轨道飞行。

S180：地面测控站按照卫星轨道生成跟踪计划，以在预设时间内对无人机进行跟踪测控，响应用户操作控制无人机航路点和任务载荷，以模拟正常状态和应急状态下的待模拟卫星。

其中，上述预设时间指的是待模拟卫星一次过境的时间，上述预设时间可以是10分钟。上述用户可以是地面操作人员。

具体的，地面测控站按照卫星轨道生成跟踪计划，并在地面测控站实施必要的技术状态和参数设置，以在预设时间内对无人机进行跟踪测控。用户可以根据卫星操作任务调整无人机航路点和任务载荷，以满足训练需求，使得训练资源不局限于实际在轨运行的卫星，也就使得训练资源显著增加。利用该方法模拟卫星过境，通过控制无人机航路点和任务载荷，不仅能够模拟正常情况下的待模拟卫星状态，还能模拟非正常情况下的待模拟卫星状态，比如测控应答机故障、姿态失稳故障等非正常状况，以使用户得到更全面的操作训练，降低了操作实际在轨运行的卫星的失误风险。并且通过无人机模拟卫星过境，不仅可以节约经济成本，而且无人机为用户提供了容错性，为用户提供了更多的机会成本。

请参照图2，图2所示为本发明实施例提供的一种方位角A和俯仰角E的具体计算流程图。在本实施例的一些实施方式中，上述根据起点时刻T0和卫星轨道，按照预设采样步长，计算在各时间点待模拟卫星相对于地面测控站位置的方位角A和俯仰角E的步骤包括：

S131：根据卫星轨道，按照预设采样步长，计算起点时刻T0之后，待模拟卫星与地心连线位置矢量在地心惯性系中的笛卡尔坐标即第一坐标；

其中，待模拟卫星与地心连线位置矢量指向该待模拟卫星。

S132：根据地面测控站的坐标数据，计算地面测控站与地心连线位置矢量在地心惯性系中的笛卡尔坐标即第二坐标；

其中，地面测控站与地心连线位置矢量指向该地面测控站。

S133：利用第一坐标减去第二坐标，得到待模拟卫星相对地面测控站位置矢量在地心惯性系中的笛卡尔坐标即第三坐标；

其中，待模拟卫星相对地面测控站位置矢量指向该待模拟卫星。

S134：根据地面测控站的坐标数据，计算在地心惯性系到地面测控站坐标系的坐标转换矩阵，并根据坐标转换矩阵，将第三坐标转换成待模拟卫星相对地面测控站位置矢量在地面测控站坐标系中的笛卡尔坐标即第四坐标；

S135：设第四坐标为(X，Y，Z)，根据(X，Y，Z)计算各时间点待模拟卫星相对于地面测控站位置的方位角A和俯仰角E。

在本实施例的一些实施方式中，上述根据(X，Y，Z)计算各时间点待模拟卫星相对于地面测控站位置的方位角A和俯仰角E的步骤包括：根据(X，Y，Z)，利用公式

在本实施例的一些实施方式中，上述获取待模拟卫星的轨道数据，并根据轨道数据建立卫星轨道的步骤包括：获取待模拟卫星的轨道根数和相关力学参数，根据轨道根数和相关力学参数确定卫星轨道。

在本实施例的一些实施方式中，上述获取地面测控站的最低仰角限制参数的步骤之前，该方法还包括：获取地面测控站的使用技术要求，并根据使用技术要求设置最低仰角限制参数。

在本实施例的一些实施方式中，上述根据每个时间点的斜距r、方位角A和俯仰角E，计算各位置点无人机的相对坐标的步骤包括：利用公式x＝r·cos(E)cos(A)、y＝r·cos(E)sin(A)和z＝h，计算各位置点无人机的相对坐标(x，y，z)。

请参照图3，图3所示为本发明实施例提供的一种无人机模拟卫星过境的系统100的结构框图。本申请实施例提供一种无人机模拟卫星过境的系统100，其包括：待模拟卫星获取模块110，用于获取待模拟卫星的轨道数据，并根据轨道数据建立卫星轨道。地面测控站坐标获取模块120，用于获取地面测控站的坐标数据，并根据地面测控站的坐标数据设定地面测控站位置，地面测控站的坐标数据包括地面测控站经度、纬度和高度数据。待模拟卫星方位计算模块130，用于响应用户操作设置起点时刻T0，根据起点时刻T0和卫星轨道，按照预设采样步长，计算在各时间点待模拟卫星相对于地面测控站位置的方位角A和俯仰角E。卫星过境判定模块140，用于获取地面测控站的最低仰角限制参数，若俯仰角E大于最低仰角限制参数，则认为待模拟卫星过境，并获取待模拟卫星过境期间的所有时间点。斜距计算模块150，用于设定无人机飞行高度为高度h，根据待模拟卫星过境期间各时间点待模拟卫星相对于地面测控站的方位角A和俯仰角E，获取地面测控站与待模拟卫星的连线在高度h的位置点，并利用公式

具体的，该系统首先根据卫星轨道，按照预设采样步长，计算起点时刻T0之后，各时间点待模拟卫星相对于地面测控站位置的方位角A和俯仰角E，然后通过比较俯仰角E和最低仰角限制参数，判断出待模拟卫星是否过境。并获取待模拟卫星过境期间的所有时间点，以及各时间点对应的并获取待模拟卫星过境期间的所有时间点。对于各时间点无人机而言，地面测控站与对应时间点待模拟卫星的连线在高度h的位置点即为各时间点对应的无人机位置，并利用公式

请参照图4，图4所示为本发明实施例提供的一种待模拟卫星方位计算模块130的结构框图。在本实施例的一些实施方式中，上述待模拟卫星方位计算模块130包括：第一坐标计算单元131，用于根据卫星轨道，按照预设采样步长，计算起点时刻T0之后，待模拟卫星与地心连线位置矢量在地心惯性系中的笛卡尔坐标即第一坐标。第二坐标计算单元132，用于根据地面测控站的坐标数据，计算地面测控站与地心连线位置矢量在地心惯性系中的笛卡尔坐标即第二坐标。第三坐标计算单元133，用于利用第一坐标减去第二坐标，得到待模拟卫星相对地面测控站位置矢量在地心惯性系中的笛卡尔坐标即第三坐标。第四坐标计算单元134，用于根据地面测控站的坐标数据，计算在地心惯性系到地面测控站坐标系的坐标转换矩阵，并根据坐标转换矩阵，将第三坐标转换成待模拟卫星相对地面测控站位置矢量在地面测控站坐标系中的笛卡尔坐标即第四坐标。方位角计算单元135，用于设第四坐标为(X，Y，Z)，根据(X，Y，Z)计算各时间点待模拟卫星相对于地面测控站位置的方位角A和俯仰角E。

在本实施例的一些实施方式中，上述方位角计算单元135包括：公式计算子单元，用于根据(X，Y，Z)，利用公式

在本实施例的一些实施方式中，上述待模拟卫星获取模块110包括：卫星轨道确定单元，用于获取待模拟卫星的轨道根数和相关力学参数，根据轨道根数和相关力学参数确定卫星轨道。

在本实施例的一些实施方式中，上述无人机模拟卫星过境的系统100还包括：最低仰角限制参数设置模块，用于获取地面测控站的使用技术要求，并根据使用技术要求设置最低仰角限制参数。

在本实施例的一些实施方式中，上述无人机相对坐标计算模块160包括：公式计算单元，用于利用公式x＝r·cos(E)cos(A)、y＝r·cos(E)sin(A)和z＝h，计算各位置点无人机的相对坐标(x，y，z)。

请参阅图6，图6为本申请实施例提供的电子设备的一种示意性结构框图。电子设备包括存储器101、处理器102和通信接口103，该存储器101、处理器102和通信接口103相互之间直接或间接地电性连接，以实现数据的传输或交互。例如，这些元件相互之间可通过一条或多条通讯总线或信号线实现电性连接。存储器101可用于存储软件程序及模块，如本申请实施例所提供的一种无人机模拟卫星过境的系统100对应的程序指令/模块，处理器102通过执行存储在存储器101内的软件程序及模块，从而执行各种功能应用以及数据处理。该通信接口103可用于与其他节点设备进行信令或数据的通信。

其中，存储器101可以是但不限于，随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，只读存储器(Read Only Memory，ROM)，可编程只读存储器(Programmable Read-OnlyMemory，PROM)，可擦除只读存储器(Erasable Programmable Read-Only Memory，EPROM)，电可擦除只读存储器(Electric Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)等。

处理器102可以是一种集成电路芯片，具有信号处理能力。该处理器102可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(NetworkProcessor，NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processing，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。

可以理解，图6所示的结构仅为示意，电子设备还可包括比图6中所示更多或者更少的组件，或者具有与图6所示不同的配置。图6中所示的各组件可以采用硬件、软件或其组合实现。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本申请的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

对于本领域技术人员而言，显然本申请不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本申请的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本申请。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本申请的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本申请内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。