6.2.2 环境模型建模
环境模型由方位角计算模型、最佳入射角选择模型、火星表面光照强度计算模型等组成。涉及的影响因素主要包括巡视器任务期间火星的轨道环境、巡视器在火星表面的位置、巡视器周边的光照环境、巡视器的姿态（包含太阳翼的情况）。
环境模型根据轨道相关的客观条件、巡视器任务相关条件、假定的环境条件、巡视器姿态参数等，计算得到天顶角、总光强、有效光强、对日定向电池翼的太阳入射角、不对日定向电池翼的太阳入射角5个变量，传递给太阳翼发电计算组件进行太阳翼的发电计算。
6.2.2.1 方位角计算建模原理
方位角由高度角、火星车所在地纬度、赤纬角、当前火星日天数计算求得。
方位角余弦：
式中，Latitude为火星车所在地纬度；Elevation为太阳高度角；Declination为赤纬角；Azimuth为太阳方位角。
6.2.2.2 最佳入射角选择模型建模原理
太阳电池阵最佳入射角的计算涉及太阳位置及火星车姿态，如采用直接的解析计算寻优，耦合变量太多，难以计算，本模型建模过程中，结合火星车工程实际，采用多点遍历寻优的方法。
根据巡视器的物理实际，对日定向太阳翼的偏转角度为0°～225°，结合太阳矢量的方向，实际偏转角度为135°～225°，故寻优策略如下：
（1）将135°～225°按1°进行分割，得到91个可供偏转的角度。
（2）对这91个角度分别做上述太阳入射角计算，得到136个太阳入射角。
（3）找到91个太阳入射角最小的一个，则这个太阳入射角对应的偏转角度为最优的对日定向太阳翼的偏转角度。
这里将1°作为分割间隔，已经可以满足工程计算需要。如果有更高精度需要，可以做更细致的分割。
6.2.2.3 火星表面光照强度计算模型建模原理
由于火星表面存在火星大气和火星尘，通过火星大气层外光照强度计算火星表面光照强度涉及光深、散射影响等问题。与火面光照强度计算相关的参数见表6-2～表6-4。
表6-2 轨道相关的客观参数
表6-3 巡视器任务相关参数
表6-4 火面环境参数
火面光照强度计算如下：
火星大气层顶部光照强度与火星离太阳的距离相关，设火星到太阳的平均距离为
，任一时刻火星到太阳的距离为r，则有
计算当前大气层顶部垂直于太阳光线的光强S：
式中，S0为火星到太阳的平均距离上垂直于太阳入射方向上的光照强度。
火面垂直于太阳光线的总光强Stot为
式中，A为火星表面反照率；f为考虑火星大气和火星尘的衰减及散射作用的归一化光强系数，为光学深度、天顶角、火面反射率的函数：
式中，p（i，j，k）为归一化光强的拟合系数矩阵（见表6-5和表6-6）。
表6-5 归一化光强的拟合系数矩阵p（i，j，k）（k=0时）
表6-6 归一化光强的拟合系数矩阵p（i，j，k）（k=1时）
由于直射光和散射光对太阳电池阵的发电效能不同，因此应计算出直射光光强和散射光光强。
直射光光强Sdir为
式中，e为自然底数；τ为光深。
散射光光强Sdiff为
垂直于太阳光线的总有效光强Seff为
式中，Eta为散射光因子。
6.2.2.4 环境模型实现
环境模型图标视图和组件视图分别如图6-18和图6-19所示。环境模型参数配置如图6-20所示。
图6-18 环境模型图标视图
图6-19 环境模型组件视图
图6-20 环境模型参数配置