一種中低緯區(qū)域目標(biāo)非沿跡條帶劃分及觀測(cè)方法
【專利摘要】本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題是提出了一種角度步進(jìn)的旋轉(zhuǎn)劃分方法對(duì)區(qū)域目標(biāo)進(jìn)行非沿跡條帶劃分，以解決主動(dòng)推掃成像模式下對(duì)區(qū)域目標(biāo)觀測(cè)成本較高的問(wèn)題。技術(shù)方案是獲取初始信息，對(duì)觀測(cè)目標(biāo)進(jìn)行可見(jiàn)性計(jì)算，確定基準(zhǔn)劃分方案，并采用角度步進(jìn)旋轉(zhuǎn)劃分方法進(jìn)行劃分方案的篩選以及可行性驗(yàn)證。有益效果是采用非沿跡條帶劃分方法優(yōu)化了劃分方向，減少了對(duì)同一區(qū)域目標(biāo)進(jìn)行劃分的條帶數(shù)目，從而減少觀測(cè)時(shí)間；采用條帶重合比例可以避免在軌衛(wèi)星姿態(tài)控制造成的偏移誤差；采用緊鄰?fù)鶑?fù)推掃的觀測(cè)順序進(jìn)行優(yōu)選，減少了條帶間姿態(tài)機(jī)動(dòng)時(shí)間與姿態(tài)機(jī)動(dòng)幅度；觀測(cè)時(shí)間的優(yōu)選，減少了推掃過(guò)程的姿態(tài)機(jī)動(dòng)幅度；對(duì)觀測(cè)方案的可行性驗(yàn)證確保了觀測(cè)方案的可行。
【專利說(shuō)明】
-種中低純區(qū)域目標(biāo)非沿跡條帶劃分及觀測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及衛(wèi)星觀測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，特別是設(shè)及一種用于中低締衛(wèi)星觀測(cè)的區(qū)域目標(biāo) 非沿跡條帶劃分及觀測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星的任務(wù)通常是根據(jù)用戶的觀測(cè)需求，獲取地球表面指定區(qū)域目標(biāo)的 圖像信息。但是對(duì)于區(qū)域目標(biāo)來(lái)說(shuō)，由于衛(wèi)星相機(jī)幅寬有限，對(duì)于面積較大的區(qū)域目標(biāo)而言 衛(wèi)星無(wú)法W單次成像實(shí)現(xiàn)覆蓋，必須對(duì)大面積區(qū)域目標(biāo)進(jìn)行合理劃分并進(jìn)行連續(xù)多次成 像。如何對(duì)區(qū)域目標(biāo)進(jìn)行劃分并確定合適的觀測(cè)方案才能使觀測(cè)成本最低是本發(fā)明的關(guān)鍵 點(diǎn)，運(yùn)里觀測(cè)方案主要指條帶觀測(cè)順序與目標(biāo)開(kāi)始觀測(cè)時(shí)間，觀測(cè)成本指對(duì)目標(biāo)的觀測(cè)完 成時(shí)間(包括成像時(shí)間W及條帶間的機(jī)動(dòng)時(shí)間）W及衛(wèi)星姿態(tài)機(jī)動(dòng)幅度大小等。
[0003] 現(xiàn)有的區(qū)域目標(biāo)劃分方法為沿跡劃分方法，條帶的方向平行于星下點(diǎn)地速方向， 利用衛(wèi)星自身的速度進(jìn)行被動(dòng)成像。運(yùn)種劃分對(duì)應(yīng)的成像方式，在單次成像后需要回轉(zhuǎn)導(dǎo) 致較長(zhǎng)的姿態(tài)機(jī)動(dòng)時(shí)間，而且由于劃分方向必須平行于星下點(diǎn)地速方向無(wú)法W最少的條帶 數(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)的覆蓋，導(dǎo)致該方法對(duì)區(qū)域目標(biāo)同軌拼幅成像時(shí)間較長(zhǎng)，成像效率較低，不能 夠很好的發(fā)揮敏捷衛(wèi)星靈活的姿態(tài)調(diào)整能力。
[0004] 新一代敏捷衛(wèi)星具備=軸姿態(tài)機(jī)動(dòng)能力，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)目標(biāo)的動(dòng)中拍攝。具備運(yùn)種 主動(dòng)推掃能力的衛(wèi)星對(duì)目標(biāo)的成像方式理論上存在無(wú)數(shù)種，也使得敏捷衛(wèi)星對(duì)區(qū)域目標(biāo)的 劃分可W沿任意方向。對(duì)于運(yùn)種不沿行下點(diǎn)地速的劃分方法，我們可W稱之為非沿跡劃分 方法。同軌多條帶拼幅成像下區(qū)域目標(biāo)的非沿跡劃分問(wèn)題，實(shí)質(zhì)上也就是對(duì)區(qū)域目標(biāo)的觀 測(cè)路徑的優(yōu)化問(wèn)題。如圖1所示，首先基于衛(wèi)星載荷單景視場(chǎng)將有限的區(qū)域面劃分為一系列 網(wǎng)格，確定對(duì)區(qū)域目標(biāo)實(shí)現(xiàn)全覆蓋的網(wǎng)格集，每個(gè)基于單景視場(chǎng)劃分的網(wǎng)格可W看做一個(gè) 點(diǎn)目標(biāo)。在點(diǎn)目標(biāo)集中每個(gè)點(diǎn)目標(biāo)都包含相應(yīng)的地理坐標(biāo)W及時(shí)間窗口，劃分的目標(biāo)就是 尋找一條能夠遍歷所有運(yùn)些點(diǎn)的所需成本最低的路徑，運(yùn)里的觀測(cè)成本觀測(cè)時(shí)間、姿態(tài)機(jī) 動(dòng)幅度等。
[0005] 對(duì)于區(qū)域目標(biāo)的非沿跡條帶劃分，法國(guó)歐空局的Lemaitre在Selecting and scheduling observations of agile satellites一文中提出了一種基于方向和偏移的區(qū) 域目標(biāo)等幅寬劃分方法，方向代表劃分條帶與東向所成的角度，偏移代表最外側(cè)條帶偏離 目標(biāo)最外側(cè)邊界的距離。不足的是，該劃分方法對(duì)條帶劃分方向沒(méi)有進(jìn)行明確，且沒(méi)有考慮 多條帶拼幅成像問(wèn)題，對(duì)同一目標(biāo)可能存在一次過(guò)境不完全觀測(cè)的情況。余猜在《敏捷衛(wèi)星 同軌多條帶拼幅成像模式研究》中探討了敏捷衛(wèi)星同軌多條帶拼幅成像工作模式中的區(qū)域 劃分，但劃分依舊是沿跡劃分方法，對(duì)應(yīng)于衛(wèi)星被動(dòng)推掃成像模式，沒(méi)有利用敏捷衛(wèi)星的姿 態(tài)調(diào)整能力，使得敏捷衛(wèi)星對(duì)區(qū)域目標(biāo)的成像時(shí)間較長(zhǎng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提出了一種角度步進(jìn)的旋轉(zhuǎn)劃分方法對(duì)區(qū)域目標(biāo)進(jìn) 行非沿跡條帶劃分，W解決主動(dòng)推掃成像模式下如何采用較短的觀測(cè)完成時(shí)間及較小的衛(wèi) 星姿態(tài)機(jī)動(dòng)幅度對(duì)區(qū)域目標(biāo)成像問(wèn)題。
[0007]為解決該問(wèn)題本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是首先獲取初始信息，其次對(duì)觀測(cè)目標(biāo)進(jìn) 行可見(jiàn)性計(jì)算，然后確定基準(zhǔn)劃分方案，并采用角度步進(jìn)旋轉(zhuǎn)劃分方法進(jìn)行劃分方案的篩 選。
[000引具體步驟為：
[0009] 步驟1:獲取區(qū)域目標(biāo)信息、衛(wèi)星軌道信息、衛(wèi)星能力信息、劃分周期信息。
[0010] 步驟2:依據(jù)衛(wèi)星的側(cè)擺與俯仰能力對(duì)區(qū)域目標(biāo)在劃分周期內(nèi)進(jìn)行目標(biāo)可見(jiàn)性計(jì) 算。分圈次進(jìn)行劃分，若目標(biāo)在該圈次內(nèi)可見(jiàn)，則執(zhí)行步驟3，否則執(zhí)行步驟5;
[0011] 步驟3:采用角度步進(jìn)旋轉(zhuǎn)劃分算法對(duì)區(qū)域目標(biāo)進(jìn)行劃分，獲得劃分方 及觀測(cè)方案F_0BSERVE;
[0012] 步驟4:判斷觀測(cè)方案F_0BSERVE是否為空，如果不為空則作為該區(qū)域目標(biāo)該圈次 的非沿跡條帶劃分的最終方案，否則，在該圈次下的觀測(cè)任務(wù)不能被完成；
[0013] 步驟5:判斷圈次計(jì)數(shù)是否完畢，若完畢則輸出該區(qū)域目標(biāo)所有圈次下的劃分及觀 測(cè)方案，否則執(zhí)行步驟2。
[0014] 進(jìn)一步地，步驟2中所述的目標(biāo)可見(jiàn)性計(jì)算是指:在劃分周期內(nèi)計(jì)算描述區(qū)域目標(biāo) 的每一個(gè)點(diǎn)的時(shí)間窗口，若描述該目標(biāo)的所有點(diǎn)在同一軌上都存在可見(jiàn)的時(shí)間窗口，則該 目標(biāo)在該軌內(nèi)是可見(jiàn)的，將對(duì)其進(jìn)行非沿跡劃分。所述時(shí)間窗口的計(jì)算采用衛(wèi)星相關(guān)計(jì)算 工具進(jìn)行計(jì)算。
[0015] 進(jìn)一步地，步驟3中所述的角度步進(jìn)旋轉(zhuǎn)劃分算法是指：
[0016] 步驟3 . 1 :設(shè)旋轉(zhuǎn)粒度為S，計(jì)數(shù)標(biāo)志i = 0，令劃分方案F_STRIP及觀測(cè)方案F_ OB沈RVE為空；
[0017] 步驟3.2:計(jì)算初始劃分方向0、旋轉(zhuǎn)中屯、center、目標(biāo)徑向長(zhǎng)度1;
[0018] 步驟3.2.1:計(jì)算區(qū)域目標(biāo)頂點(diǎn)兩兩之間的球面距離；
[0019]
[0020] distance = Rearth XarccosC (2)
[0021 ] 其中，[Iati，lom]，[lat2，lom]表示區(qū)域目標(biāo)某兩點(diǎn)的締經(jīng)坐標(biāo)，C為中間變量， Rearth為地球平均半徑，dis化nce表示兩點(diǎn)之間的距離；
[0022] 步驟3.2.2:比較區(qū)域目標(biāo)頂點(diǎn)兩兩之間的距離，取距離最大的兩點(diǎn)連線線段L，則 旋轉(zhuǎn)中屯、center為該線段的幾何中屯、，其經(jīng)締坐標(biāo)天
[Iai, Ioi]和 「1曰2.1〇21
為該線段的兩端端點(diǎn)締經(jīng)坐標(biāo)，目標(biāo)徑向長(zhǎng)度1為該線段L的距離，初始劃分方向 1 步驟3.3:由0、center和1計(jì)算得到劃分線段，獲取基于該劃分線段下的劃分方案 T_STRIP，所述的劃分線段是指從旋轉(zhuǎn)中屯、center依據(jù)劃分方向0分別向兩端延長(zhǎng)至一倍的 目標(biāo)徑向長(zhǎng)度1得到的線段。
[0024] 步驟3.4:若1'_511?1?的條帶數(shù)目不多于F_STRIP的條帶數(shù)目或?yàn)榭談t執(zhí) 行下一步，否則執(zhí)行步驟3.7;
[00巧]步驟3.5:基于劃分方案T_STRIP獲取觀測(cè)方案T_0BSERVE，若T_0BSERVE不為空，貝U 執(zhí)行下一步，否則執(zhí)行步驟3.7;
[00%] 步驟3.6:若1'_511?1?的條帶數(shù)目少條帶數(shù)目或者F_STRIP為空，則將T_ STRIP賦給F_STRIP，相應(yīng)地T_0BSERVE賦給F_0BSERVE;若1'_5了1?1?的條帶數(shù)目等于 F_STRIP 條帶數(shù)目，選擇姿態(tài)機(jī)動(dòng)幅度更小的觀測(cè)方案賦給F_0BSERVE，其對(duì)應(yīng)的劃分方案賦給尸_ STRIP；
[0027]步驟 3.7:目二目+S，i = i+1，
[002引若1*5〉180°，則輸出劃分方案。_511^及觀測(cè)方案。_08561?￥6，否則執(zhí)行步驟3.3。
[0029] 進(jìn)一步地，步驟3.1與步驟3.3中劃分方案主要包括劃分的條帶經(jīng)締坐標(biāo)，其獲取 需要基于劃分線段進(jìn)行區(qū)域目標(biāo)條帶分割與條帶裁剪，其中區(qū)域目標(biāo)條帶分割方法為：
[0030] 步驟3.3.1.1:計(jì)算區(qū)域目標(biāo)每個(gè)頂點(diǎn)到劃分線段的距離。獲得劃分線段上方的頂 點(diǎn)到劃分線段的距離的最大值uWidthW及劃分線段下方的頂點(diǎn)到劃分線段的距離的最大 值抓i化h。
[0031 ]步驟3.3.1.2:計(jì)算劃分的條帶數(shù)目。
[0032]
[0033] numStrip表示條帶數(shù)目；
[0034] B表示衛(wèi)星相機(jī)最小幅寬;P表示條帶保留比例；
[0035] 步驟3.3.1.3:從區(qū)域目標(biāo)相對(duì)劃分線段最上方頂點(diǎn)開(kāi)始確定第一個(gè)劃分條帶，然 后利用IntervalBPoint函數(shù)將該條帶的四頂點(diǎn)坐標(biāo)沿與劃分線段垂直向下的方向推移BX P長(zhǎng)度即可得到下一個(gè)條帶；
[0036] 條帶裁剪方法為：
[0037] 對(duì)條帶ABCD的外側(cè)邊AB的裁剪算法如下步驟所示，另一條外側(cè)邊CD的裁剪方法參 照此步驟進(jìn)行：
[003引步驟3.3.2.1:設(shè)定計(jì)數(shù)標(biāo)志1 = 1，裁剪比例R= 1;
[0039] A脯。。。O ^山咎與B'坐標(biāo)，采用W下公式
[0040]
[0041 ]山，Vl，U2，V2，U3，V3，U4，V4分別為區(qū)域目標(biāo)某一條帶ABCD的四個(gè)頂點(diǎn)的經(jīng)締坐標(biāo)A (山，￥1)，8(112,￥2)，〔(113，￥3)，0(114，￥4)，山'，￥1'，112'，￥2'為條帶48〔0的外側(cè)邊48裁剪后的經(jīng) 締坐標(biāo)為A'(山'，V1')，B'(U2'，V2');
[0042] 步驟3.3.2.3:判斷條帶ABB^y是否與區(qū)域目標(biāo)相交，若相交，貝ljR = R-l/2i，否則R = R+1/2S
[0043] 步驟3.3.2.4:1 = 1+1,若l《n。則執(zhí)行步驟2,否則輸出坐標(biāo)y (山/，v/)與(化/， V2/)，nc=l〇g2(dsA)為條帶單側(cè)的裁剪次數(shù)，山為條帶長(zhǎng)度，T為裁剪條帶的精度要求，單位 km；
[0044] 進(jìn)一步地，所述步驟3.5中觀測(cè)方案主要包括目標(biāo)觀測(cè)順序與目標(biāo)觀測(cè)開(kāi)始時(shí)間。 為避免跨條帶推掃導(dǎo)致較長(zhǎng)的姿態(tài)機(jī)動(dòng)時(shí)間，本發(fā)明擬采用緊鄰?fù)鶑?fù)式推掃方法，如圖8所 示，由目標(biāo)的外側(cè)條帶依次推掃向目標(biāo)另一側(cè)，緊鄰條帶間推掃方向相反。為了盡早完成目 標(biāo)的觀測(cè)，本發(fā)明選擇最早可見(jiàn)的觀測(cè)入口點(diǎn)對(duì)應(yīng)的觀測(cè)順序作為觀測(cè)方案的觀測(cè)順序。 因此觀測(cè)順序的確定方法為：
[0045] 步驟3.5.1:計(jì)算劃分方案T_STRIP中 strip/、STR化2、S77?/巧、577?//:,:的過(guò)頂 時(shí)刻(衛(wèi)星對(duì)目標(biāo)俯仰姿態(tài)角為零對(duì)應(yīng)的時(shí)刻點(diǎn)），其中577?'/巧表示第j個(gè)條帶的中屯、端點(diǎn) i，i取值為1或者2,對(duì)應(yīng)條帶兩端的兩個(gè)中屯、端點(diǎn)；
[0046] 步驟3.5.2:選擇過(guò)頂時(shí)刻最早的中屯、點(diǎn)作為觀測(cè)開(kāi)始點(diǎn)，其在緊鄰?fù)鶑?fù)式推掃方 法下對(duì)應(yīng)的觀測(cè)順序作為觀測(cè)方案的觀測(cè)順序。
[0047] 目標(biāo)觀測(cè)時(shí)間的確定方法為：
[0048] 步驟3.5.3:計(jì)算觀測(cè)開(kāi)始點(diǎn)所在當(dāng)前圈次的可見(jiàn)時(shí)間窗，并進(jìn)行太陽(yáng)高度角裁剪 W消除目標(biāo)處于陰影的窗口段所述太陽(yáng)高度角裁剪是指離散化可見(jiàn)時(shí)間窗口為多個(gè)時(shí)間 點(diǎn)，計(jì)算在多個(gè)時(shí)間點(diǎn)下的太陽(yáng)高度角，對(duì)于太陽(yáng)高度角不達(dá)闊值的時(shí)刻點(diǎn)進(jìn)行刪除。
[0049] 步驟3.5.4:在裁剪后的時(shí)間窗口段內(nèi)，選擇不同觀測(cè)開(kāi)始時(shí)間得到不同觀測(cè)方 案，進(jìn)行觀測(cè)方案的可行性驗(yàn)證，如果可行則記錄下姿態(tài)機(jī)動(dòng)幅度。
[0050] 步驟3.5.5:選擇姿態(tài)機(jī)動(dòng)幅度最小的觀測(cè)開(kāi)始時(shí)間作為輸出觀測(cè)方案的觀測(cè)開(kāi) 始時(shí)間。
[0051 ]進(jìn)一步地，所述步驟3.5.4中的觀測(cè)方案可行性驗(yàn)證的具體步驟為：
[0052] 步驟3.5.4.1:依據(jù)觀測(cè)順序，將條帶的推掃路徑W-定時(shí)間段為步長(zhǎng)依據(jù)推掃速 度(推掃時(shí)是對(duì)地勻速的)離散化為一系列的目標(biāo)點(diǎn)，確定觀測(cè)路徑，如圖5所示。
[0053] 步驟3.5.4.2:調(diào)用衛(wèi)星指向函數(shù)計(jì)算衛(wèi)星對(duì)每個(gè)離散目標(biāo)點(diǎn)的姿態(tài)角，根據(jù)衛(wèi)星 能力判斷對(duì)該目標(biāo)點(diǎn)是否可見(jiàn)，同時(shí)計(jì)算緊鄰兩點(diǎn)之間的角加速度，看是否滿足最大角加 速度要求。當(dāng)任意一個(gè)離散點(diǎn)不可見(jiàn)或任意一個(gè)角加速度不滿足最大角加速度限制時(shí)視為 觀測(cè)失效。
[0054] 步驟3.5.4.3:如果當(dāng)前條帶可觀測(cè)，則采用姿態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)間函數(shù)計(jì)算當(dāng)前條帶結(jié)束 觀測(cè)點(diǎn)與下一個(gè)觀測(cè)條帶開(kāi)始觀測(cè)點(diǎn)的姿態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)間，若計(jì)算結(jié)果表示無(wú)法完成姿態(tài)轉(zhuǎn) 換，則該觀測(cè)方案不可行，否則轉(zhuǎn)步驟3.5.4.1進(jìn)行下一個(gè)觀測(cè)條帶的觀測(cè)可行性驗(yàn)證。
[0055] 步驟3.5.4.4:判斷是否所有的條帶滿足觀測(cè)W及條帶間姿態(tài)轉(zhuǎn)換可行，若滿足， 則該觀測(cè)方案為可行觀測(cè)方案，否則觀測(cè)方案不可行。
[0056] 本發(fā)明所能取得的有益效果是是采用非沿跡條帶劃分方法對(duì)劃分方向進(jìn)行了優(yōu) 化，能夠使得對(duì)于同一區(qū)域目標(biāo)進(jìn)行劃分的條帶數(shù)目減少，從而減少目標(biāo)觀測(cè)時(shí)間。采用條 帶重合比例可W避免在軌衛(wèi)星姿態(tài)控制造成的偏移誤差;觀測(cè)順序通過(guò)采用緊鄰?fù)鶑?fù)推掃 方式進(jìn)行優(yōu)選，可W減少條帶間姿態(tài)機(jī)動(dòng)時(shí)間與姿態(tài)機(jī)動(dòng)幅度，觀測(cè)時(shí)間的優(yōu)選，可W減少 推掃過(guò)程的姿態(tài)機(jī)動(dòng)幅度;采用觀測(cè)方案可行性驗(yàn)證確保了觀測(cè)方案的可行。
【附圖說(shuō)明】
[0057]圖1基于單景視場(chǎng)劃分的區(qū)域目標(biāo)觀測(cè)路徑尋優(yōu) [005引圖2系統(tǒng)流程圖
[0059] 圖3基于角度步進(jìn)的旋轉(zhuǎn)分割算法流程示意圖
[0060] 圖4初始化分方向，目標(biāo)徑向長(zhǎng)度，旋轉(zhuǎn)中屯、示意圖
[0061] 圖5劃分線段的計(jì)算
[0062] 圖6區(qū)域目標(biāo)條帶分割示意圖
[0063] 圖7條帶裁剪示意圖
[0064] 圖8緊鄰?fù)鶑?fù)式推掃示意圖 [00化]圖9觀測(cè)可行性驗(yàn)證示意圖
[0066] 圖10沿跡與非沿跡劃分結(jié)果對(duì)比
[0067] 圖11劃分方案效果展示
[0068] 圖12觀測(cè)方案的仿真效果
【具體實(shí)施方式】
[0069] 本發(fā)明采用C#語(yǔ)言編程進(jìn)行驗(yàn)證與分析，因?yàn)樵诙嘬壍廊Υ沃械膭澐峙c單圈次對(duì) 一個(gè)區(qū)域目標(biāo)的劃分相同，所W下面W單圈次對(duì)一個(gè)區(qū)域目標(biāo)進(jìn)行劃分，劃分采用W下參 數(shù)信息。
[0070] 表1衛(wèi)星軌道糧數(shù)表
[0076] 表4區(qū)域目標(biāo)信息 「nnvvl
[0071]
[0072]
[0073]
[0074]
[0075]
[0078] 圖2是本發(fā)明的系統(tǒng)流程圖，下面根據(jù)衛(wèi)星的性能參數(shù)對(duì)區(qū)域目標(biāo)進(jìn)行劃分。步驟 1:獲取區(qū)域目標(biāo)信息、衛(wèi)星軌道信息、衛(wèi)星能力信息、劃分周期信息。步驟2:依據(jù)衛(wèi)星的側(cè) 擺與俯仰能力對(duì)區(qū)域目標(biāo)在劃分周期內(nèi)進(jìn)行目標(biāo)可見(jiàn)性計(jì)算。分圈次進(jìn)行劃分，若目標(biāo)在 該圈次內(nèi)可見(jiàn)，則執(zhí)行步驟3,否則執(zhí)行步驟5。步驟3:采用角度步進(jìn)旋轉(zhuǎn)劃分算法對(duì)區(qū)域目 標(biāo)進(jìn)行劃分，獲得劃分方案。_5了31?及觀測(cè)方案F_0BSERVE。步驟4:判斷觀測(cè)方案F_0BSERVE 是否為空，如果不為空則作為該區(qū)域目標(biāo)該圈次的非沿跡條帶劃分的最終方案，否則，在 該圈次下的觀測(cè)任務(wù)不能被完成;步驟5:判斷圈次計(jì)數(shù)是否完畢，若完畢則輸出該區(qū)域目 標(biāo)所有圈次下的劃分及觀測(cè)方案，否則執(zhí)行步驟2。
[0079] 圖3給出了步驟3中基于角度步進(jìn)的旋轉(zhuǎn)分割算法流程圖。
[0080] 步驟3.1:設(shè)旋轉(zhuǎn)粒度為5 = 3°，計(jì)數(shù)標(biāo)志i = 0,令劃分方案F_STRIP及觀測(cè)方案F_ OB沈RVE為空；
[0081] 步驟3.2:計(jì)算初始劃分方向0、旋轉(zhuǎn)中屯、center、目標(biāo)徑向長(zhǎng)度1;
[0082] 擊驢；V 21 宵反城日掠麗占兩兩，巧的揀而陽(yáng)南.
[008；3]
議
[0084] distance = Rearth XarccosC (4)
[0085] 其中，[Iati, Ioni]，[lat2, lori2]表示區(qū)域目標(biāo)某兩點(diǎn)的締經(jīng)坐標(biāo)，C為中間變量， Rearth為地球平均半徑，dis化nce表示兩點(diǎn)之間的距離；
[0086] 步驟3.2.2:比較區(qū)域目標(biāo)頂點(diǎn)兩兩之間的距離，取距離最大的兩點(diǎn)連線線段L的幾 何中屯、，作為旋轉(zhuǎn)中屯、center，其經(jīng)締坐標(biāo)
[Iai，Ioi巧R[ 1曰2，102]為該線 段的兩端端點(diǎn)締經(jīng)坐標(biāo)，目標(biāo)徑向長(zhǎng)度1為該線段L的距離，初始劃分方向
圖4給出了初始化分方向、目標(biāo)徑向長(zhǎng)度、旋轉(zhuǎn)中屯、的示意圖。
[0087] 步驟3.3:由0、center和1計(jì)算得到劃分線段，獲取基于該劃分線段下的劃分方案 T_STRIP，所述的劃分線段是指從旋轉(zhuǎn)中屯、center依據(jù)劃分方向0分別向兩端延長(zhǎng)至一倍的 目標(biāo)徑向長(zhǎng)度1得到的線段，圖5給出了劃分線段的示意圖，由于劃分方向不同，每次計(jì)算的 劃分線段也會(huì)不一樣。
[0088] 劃分方案主要包括劃分的條帶經(jīng)締坐標(biāo)，其獲取需要基于劃分線段進(jìn)行區(qū)域目標(biāo) 條帶分割與條帶裁剪，其中區(qū)域目標(biāo)條帶分割方法為：
[0089] 步驟3.3.1.1:計(jì)算區(qū)域目標(biāo)每個(gè)頂點(diǎn)到劃分線段的距離。獲得劃分線段上方的頂 點(diǎn)到劃分線段的距離的最大值uWidthW及劃分線段下方的頂點(diǎn)到劃分線段的距離的最大 值抓i化h。
[0090] 擊驢3 - 3 - 1 - 2. A宵卡II4V的簽帶數(shù)目。
[0091]
[0092] numStrip表示條帶數(shù)目；
[0093] B表示衛(wèi)星相機(jī)最小幅寬，本實(shí)施例中取值20公里;P表示條帶保留比例，取值0.9;
[0094] 步驟3.3.1.3:從區(qū)域目標(biāo)相對(duì)劃分線段最上方頂點(diǎn)開(kāi)始確定第一個(gè)劃分條帶，然 后將該條帶的四頂點(diǎn)坐標(biāo)沿與劃分線段垂直向下的方向推移BXP長(zhǎng)度即可得到下一個(gè)條 帶；圖6給出了區(qū)域目標(biāo)條帶分割示意圖。
[00巧]條帶裁剪方法為：
[0096] 對(duì)條帶ABCD的外側(cè)邊AB的裁剪算法如下步驟所示，另一條外側(cè)邊CD的裁剪方法參 照此步驟進(jìn)行：
[0097] 步驟3.3.2.1:設(shè)定計(jì)數(shù)標(biāo)志1 = 1，裁剪比例R= 1;
[009引步驟3.3.2.2:計(jì)算與坐標(biāo)，采用W下公式
[0099]
[01 00]山，Vl，U2，V2，U3，V3，U4，V4分別為區(qū)域目標(biāo)某一條帶ABCD的四個(gè)頂點(diǎn)的經(jīng)締坐標(biāo)A (山，￥1)，8(112,￥2)，〔(113，￥3)，0(114，￥4)，山'，￥1'，112'，￥2'為條帶48〔0的外側(cè)邊48裁剪后的經(jīng) 締坐標(biāo)為A' (Ul' ,Vl' )，B' (112'，V2');
[0101] 步驟3.3.2.3:判斷條帶ABB^y是否與區(qū)域目標(biāo)相交，若相交，貝ljR = R-l/2i，否則R = R+1/2S
[0102] 步驟3.3.2.4:1 = 1+1，若1《11。則執(zhí)行步驟2，否則輸出坐標(biāo)^(山'，乂1')與8'(112'， V2/)，nc=l〇g2(dsA)為條帶單側(cè)的裁剪次數(shù)，山為條帶長(zhǎng)度，T為裁剪條帶的精度要求，條帶 裁剪時(shí)精度T = 0.5km;
[0103] 采用W上算法對(duì)CD-側(cè)進(jìn)行裁剪即可W得到條帶另一側(cè)裁剪后的坐標(biāo)，W完成對(duì) 整個(gè)條帶的裁剪。W條帶1的裁剪為例，AB-側(cè)經(jīng)過(guò)裁剪依次得到EF、GH、IJ、…，最后得到A/ ,CD-側(cè)經(jīng)過(guò)裁剪可W得到。圖7給出了條帶裁剪示意圖。
[0104] 步驟3.4:若1'_511?1?的條帶數(shù)目不多于F_STRIP的條帶數(shù)目或?yàn)榭談t執(zhí) 行下一步，否則執(zhí)行步驟3.7;
[01化]步驟3.5:基于劃分方案T_STRIP獲取觀測(cè)方案T_0BSERVE，若T_0BSERVE不為空，貝U 執(zhí)行下一步，否則執(zhí)行步驟3.7;
[0106] 所述觀測(cè)方案主要包括目標(biāo)觀測(cè)順序與目標(biāo)觀測(cè)開(kāi)始時(shí)間。
[0107] 為避免跨條帶推掃導(dǎo)致較長(zhǎng)的姿態(tài)機(jī)動(dòng)時(shí)間，本發(fā)明采用緊鄰?fù)鶑?fù)式推掃方法， 如圖8所示，由目標(biāo)的外側(cè)條帶依次推掃向目標(biāo)另一側(cè)，緊鄰條帶間推掃方向相反。從盡早 完成任務(wù)考慮，選擇觀測(cè)時(shí)間窗最早的入口 1的觀測(cè)順序。因此觀測(cè)順序的確定方法為：
[010引步驟3.5.1:計(jì)算劃分方案T_STRIP中STRIPiI、STRIPi2、沒(méi)雜/巧、姓黏婷的過(guò)頂 時(shí)刻(衛(wèi)星對(duì)目標(biāo)俯仰姿態(tài)角為零對(duì)應(yīng)的時(shí)刻點(diǎn)），其中STWP;表示第j個(gè)條帶的中屯、端點(diǎn) i，i取值為1或者2,對(duì)應(yīng)條帶兩端的兩個(gè)中屯、端點(diǎn)；
[0109]步驟3.5.2:選擇過(guò)頂時(shí)刻最早的中屯、點(diǎn)作為觀測(cè)開(kāi)始點(diǎn)，其在緊鄰?fù)鶑?fù)式推掃方 法下對(duì)應(yīng)的觀測(cè)順序作為觀測(cè)方案的觀測(cè)順序。
[0110] 例如當(dāng)strip/的過(guò)頂時(shí)刻最早時(shí)，觀測(cè)順序?yàn)?br>[0111] {STR!巧，STR巧，…，STRIli;、，STR!&、\
[0112] 或 T({STR!K，STR!ff，...，引-民!巧,，ST民!K,]
[011引其中k為正整數(shù)。
[0114] 目標(biāo)觀測(cè)時(shí)間的確定方法為：
[0115] 步驟3.5.3:計(jì)算觀測(cè)開(kāi)始點(diǎn)所在當(dāng)前圈次的可見(jiàn)時(shí)間窗，并進(jìn)行太陽(yáng)高度角裁剪 W消除目標(biāo)處于陰影的窗口段所述太陽(yáng)高度角裁剪是指離散化可見(jiàn)時(shí)間窗口為多個(gè)時(shí)間 點(diǎn)，計(jì)算在多個(gè)時(shí)間點(diǎn)下的太陽(yáng)高度角，對(duì)于太陽(yáng)高度角不達(dá)闊值的時(shí)刻點(diǎn)進(jìn)行刪除。
[0116] 步驟3.5.4:在裁剪后的時(shí)間窗口段內(nèi)，選擇不同觀測(cè)開(kāi)始時(shí)間得到不同觀測(cè)方 案，進(jìn)行觀測(cè)方案的可行性驗(yàn)證，如果可行則記錄下姿態(tài)機(jī)動(dòng)幅度。
[0117] 步驟3.5.4.1:依據(jù)觀測(cè)順序，將條帶的推掃路徑W-定時(shí)間段為步長(zhǎng)依據(jù)推掃速 度(推掃時(shí)是對(duì)地勻速的）離散化為一系列的目標(biāo)點(diǎn)，確定觀測(cè)路徑，如圖9所示。本實(shí)施例 所選步長(zhǎng)為1秒。
[0118] 步驟3.5.4.2:調(diào)用衛(wèi)星指向函數(shù)計(jì)算衛(wèi)星對(duì)每個(gè)離散目標(biāo)點(diǎn)的姿態(tài)角，根據(jù)衛(wèi)星 能力判斷對(duì)該目標(biāo)點(diǎn)是否可見(jiàn)，同時(shí)計(jì)算緊鄰兩點(diǎn)之間的角加速度，看是否滿足最大角加 速度要求。當(dāng)任意一個(gè)離散點(diǎn)不可見(jiàn)或任意一個(gè)角加速度不滿足最大角加速度限制時(shí)視為 觀測(cè)失效。
[0119] 步驟3.5.4.3:如果當(dāng)前條帶可觀測(cè)，則采用姿態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)間函數(shù)計(jì)算當(dāng)前條帶結(jié)束 觀測(cè)點(diǎn)與下一個(gè)觀測(cè)條帶開(kāi)始觀測(cè)點(diǎn)的姿態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)間，若計(jì)算結(jié)果表示無(wú)法完成姿態(tài)轉(zhuǎn) 換，則該觀測(cè)方案不可行，否則轉(zhuǎn)步驟3.5.4.1進(jìn)行下一個(gè)觀測(cè)條帶的觀測(cè)可行性驗(yàn)證。
[0120] 步驟3.5.4.4:判斷是否所有的條帶滿足觀測(cè)W及條帶間姿態(tài)轉(zhuǎn)換可行，若滿足， 則該觀測(cè)方案為可行觀測(cè)方案，否則觀測(cè)方案不可行。
[0121] 步驟3.5.5:選擇姿態(tài)機(jī)動(dòng)幅度最小的觀測(cè)開(kāi)始時(shí)間作為輸出觀測(cè)方案的觀測(cè)開(kāi) 始時(shí)間。
[0122] 步驟3.6:若1'_511?1?的條帶數(shù)目少條帶數(shù)目或者F_STRIP為空，則將T_ STRIP賦給F_STRIP，相應(yīng)地T_0B沈RVE賦給F_0BSERVE;若1'_511?1?的條帶數(shù)目等于。_51尺1? 條帶數(shù)目，選擇姿態(tài)機(jī)動(dòng)幅度更小的觀測(cè)方案賦給F_0BSERVE，其對(duì)應(yīng)的劃分方案賦給尸_ STRIP；
[0123] 步驟 3.7:目二目+S，i = i+1，
[0124] 若1*5〉180°，則輸出劃分方案。_5131口及觀測(cè)方案。_08561?￥6，否則執(zhí)行步驟3.3。
[0125] 通過(guò)角度步進(jìn)的旋轉(zhuǎn)劃分算法計(jì)算得到的劃分方案對(duì)應(yīng)的條帶信息如表5所示。
[0126] 要書(shū)Il A古安包合的義取倍自
[0127]
[012 引
[0129] 圖11給出了采用該劃分方案得到的條帶效果展示圖。
[0130] 圖12給出了通過(guò)角度步進(jìn)的旋轉(zhuǎn)劃分算法計(jì)算得到的觀測(cè)方案結(jié)果的仿真實(shí)驗(yàn) 效果圖。
[0131 ]劃分結(jié)果信息統(tǒng)計(jì)如表6所示。
[0132] 表6區(qū)域目標(biāo)劃分信息
[0133]
[0134] 非沿跡條帶劃分效能對(duì)比分析：
[0135] 為了比較沿跡劃分與非沿跡劃分兩種方法的效能，提出了任務(wù)完成率、任務(wù)觀測(cè) 時(shí)間、條帶分割數(shù)量、最小姿態(tài)機(jī)動(dòng)幅度據(jù)該四個(gè)衡量指標(biāo)。通過(guò)=組實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)來(lái)對(duì)其劃 分效能進(jìn)行對(duì)比分析。在每組實(shí)驗(yàn)中，將劃分周期設(shè)置為衛(wèi)星一軌的時(shí)間，在衛(wèi)星的一軌之 內(nèi)均勻生成30個(gè)區(qū)域目標(biāo)，然后采用沿跡劃分與非沿跡劃分兩種算法來(lái)對(duì)其進(jìn)行劃分計(jì) 算。在表7、表8、表9和表10中分別給出了衛(wèi)星軌道根數(shù)、衛(wèi)星能力、非沿劃分參數(shù)、沿跡劃分 參數(shù)的信息，圖從上至下從左至右依次展示了兩種劃分方法在任務(wù)完成率、任務(wù)觀測(cè)時(shí) 間、條帶劃分?jǐn)?shù)量、總的姿態(tài)機(jī)動(dòng)幅度據(jù)該四個(gè)衡量指標(biāo)上的對(duì)比結(jié)果。
[0136] 表7衛(wèi)星軌道根數(shù)表 rni37i
[013引表8衛(wèi)星能力表
[0139]
[0140]
[0141]
[0142]
[0143]
[0144] 從圖10中的對(duì)比結(jié)果可W看出，在任務(wù)完成率、任務(wù)觀測(cè)時(shí)間、最小姿態(tài)機(jī)動(dòng)幅度 上，該劃分算法要優(yōu)于沿跡劃分算法，從平均目標(biāo)完成率來(lái)看，沿跡劃分的任務(wù)完成率只有 18.89 %，而非沿跡劃分的任務(wù)完成率高達(dá)53.33 %，對(duì)于運(yùn)些目標(biāo)采用沿跡劃分方法完成 觀測(cè)總共需要時(shí)間1749秒，而采用非沿跡劃分完成對(duì)其觀測(cè)僅僅只需要405.521秒，平均任 務(wù)完成時(shí)間縮短了 76.81%，采用沿跡劃分任務(wù)平均姿態(tài)機(jī)動(dòng)總幅度為62.151，而非沿跡劃 分的為28.172,相比之下，減少了 54.67%。在劃分條帶數(shù)目上，本發(fā)明對(duì)于中低締目標(biāo)的劃 分結(jié)果明顯優(yōu)于沿跡劃分算法。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種區(qū)域目標(biāo)非沿跡條帶劃分及觀測(cè)方法，其特征在于該方法包括以下步驟： 步驟1:獲取區(qū)域目標(biāo)信息、衛(wèi)星軌道信息、衛(wèi)星能力信息、劃分周期信息； 步驟2:依據(jù)衛(wèi)星的側(cè)擺與俯仰能力對(duì)區(qū)域目標(biāo)在劃分周期內(nèi)進(jìn)行目標(biāo)可見(jiàn)性計(jì)算，分 圈次進(jìn)行劃分，若目標(biāo)在該圈次內(nèi)可見(jiàn)，則執(zhí)行步驟3，否則執(zhí)行步驟5; 步驟3:采用角度步進(jìn)旋轉(zhuǎn)劃分算法對(duì)區(qū)域目標(biāo)進(jìn)行劃分，獲得劃分方及觀 測(cè)方案 F_OBSERVE; 步驟4:判斷觀測(cè)方案F_OBSERVE是否為空，如果不為空則作為該目標(biāo)區(qū)域該圈次的非 沿跡條帶劃分的最終方案，否則，在該圈次下的觀測(cè)任務(wù)不能被完成； 步驟5:判斷圈次計(jì)數(shù)是否完畢，若完畢則輸出該區(qū)域目標(biāo)所有圈次下的劃分及觀測(cè)方 案，否則執(zhí)行步驟2。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種區(qū)域目標(biāo)非沿跡條帶劃分及觀測(cè)方法，其特征在于步驟3 中所述的角度步進(jìn)旋轉(zhuǎn)劃分算法是指： 步驟3.1:設(shè)旋轉(zhuǎn)粒度為δ，計(jì)數(shù)標(biāo)志i =〇，令劃分方案F_STRIP及觀測(cè)方案F_OBSERVE為 空； 步驟3.2:計(jì)算初始劃分方向Θ、旋轉(zhuǎn)中心center、目標(biāo)徑向長(zhǎng)度1; 步驟3.2.1:計(jì)算目標(biāo)區(qū)域頂點(diǎn)兩兩之間的球面距離；distance = Rearth X arccosC (2) 其中，[latl，lorn ]，[ lat2，1〇Π2 ]表示目標(biāo)區(qū)域某兩點(diǎn)的煒經(jīng)坐標(biāo)，C為中間變量，Rearth 為地球平均半徑，distance表示兩點(diǎn)之間的距離； 步驟3.2.2:比較目標(biāo)區(qū)域頂點(diǎn)兩兩之間的距離，取距離最大的兩點(diǎn)連線線段L，則旋轉(zhuǎn)中心 center為該線段的幾何中心，其經(jīng)煒坐標(biāo)^，[lai, Ιο?]和[la2,1〇2]為該線 段的兩端端點(diǎn)煒經(jīng)坐標(biāo)，目標(biāo)徑向長(zhǎng)度1為該線段L的距離，初始劃分方向步驟3.3:由0、center和1計(jì)算得到劃分線段，獲取基于該劃分線段下的劃分方案乙 STRIP，所述的劃分線段是指從旋轉(zhuǎn)中心center依據(jù)劃分方向Θ分別向兩端延長(zhǎng)至一倍的目 標(biāo)徑向長(zhǎng)度1得到的線段； 步驟3.4: gT_STRIP的條帶數(shù)目不多于F_STRIP的條帶數(shù)目或?yàn)榭談t執(zhí)行下 一步，否則執(zhí)行步驟3.7; 步驟3.5:基于劃分方案T_STRIP獲取觀測(cè)方案T_0BSERVE，gT_OBSERVE不為空，則執(zhí)行 下一步，否則執(zhí)行步驟3.7; 步驟3.6: gT_STRIP的條帶數(shù)目少條帶數(shù)目或者F_STRIP為空，則將T_STRIP 賦給F_STRIP，相應(yīng)地T_0BSERVE賦給F_0BSERVE; gT_STRIP的條帶數(shù)目等條帶數(shù) 目，選擇姿態(tài)機(jī)動(dòng)幅度更小的觀測(cè)方案賦給F_0BSERVE，其對(duì)應(yīng)的劃分方案賦; 步驟3 · 7: θ = θ+δ，i = i+Ι， 若?*δ>180°，則輸出劃分方及觀測(cè)方案F_0BSERVE，否則執(zhí)行步驟3.3。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種區(qū)域目標(biāo)非沿跡條帶劃分及觀測(cè)方法，其特征在于 所述劃分方案包括劃分的條帶經(jīng)煒坐標(biāo)，其獲取需要基于劃分線段進(jìn)行區(qū)域目標(biāo)條帶分割 與條帶裁剪。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種區(qū)域目標(biāo)非沿跡條帶劃分及觀測(cè)方法，其特征在于區(qū)域 目標(biāo)條帶分割方法為： 步驟3.3.1.1:計(jì)算區(qū)域目標(biāo)每個(gè)頂點(diǎn)到劃分線段的距離;獲得劃分線段上方的頂點(diǎn)到 劃分線段的距離的最大值uWidth以及劃分線段下方的頂點(diǎn)到劃分線段的距離的最大值 dffidth； 步驟3.3.1.2:計(jì)算劃分的條帶數(shù)目； numStrip表示條帶數(shù)目；B表示衛(wèi)星相機(jī)最小幅寬;P表示條帶保留比例； 步驟3.3.1.3:從目標(biāo)區(qū)域相對(duì)劃分線段最上方頂點(diǎn)開(kāi)始確定第一個(gè)劃分條帶，然后將 該條帶的四頂點(diǎn)坐標(biāo)沿與劃分線段垂直向下的方向推移BXP長(zhǎng)度即可得到下一個(gè)條帶。5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種區(qū)域目標(biāo)非沿跡條帶劃分及觀測(cè)方法，其特征在于區(qū)域 目標(biāo)條帶裁剪方法為： 對(duì)條帶ABCD的外側(cè)邊AB的裁剪算法如下步驟所示，另一條外側(cè)邊CD的裁剪方法參照此 步驟進(jìn)行： 步驟3.3.2.1:設(shè)定計(jì)數(shù)標(biāo)志1 = 1，裁剪比例R= 1; 步驟3.3.2.2:計(jì)算Y與V坐標(biāo)，采用以下公式U1，VI，U2，V2，U3，V3，U4，V4分別為區(qū)域目標(biāo)某一條帶ABCD的四個(gè)頂點(diǎn)的經(jīng)煒坐標(biāo)A(U1， Vi)，B(U2，V2)，C(U3，V3)，D(U4，V4) Y 2，/ 2為條帶ABCD的外側(cè)邊AB裁剪后的經(jīng)煒坐 標(biāo)為Α' (ι/ ι,ν' 1)，1^ (Y 2); 步驟3.3.2.3:判斷條帶488/#是否與區(qū)域目標(biāo)相交，若相交，則1? = 1?-1/21，否則1? = 1?+ 1/21； 步驟3.3.2.4:1 = 1+1，若Kn。則執(zhí)行步驟2,否則輸出坐標(biāo)Α' (ι/ 1，ν' 1)與V (Y 2,ν' 2)， nc^logsWs/T)為條帶單側(cè)的裁剪次數(shù)，ds為條帶長(zhǎng)度，τ為裁剪條帶的精度要求，單位km。6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種區(qū)域目標(biāo)非沿跡條帶劃分及觀測(cè)方法，其特征在于所 述觀測(cè)方案包括目標(biāo)觀測(cè)順序與目標(biāo)觀測(cè)開(kāi)始時(shí)間。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種區(qū)域目標(biāo)非沿跡條帶劃分及觀測(cè)方法，其特征在于所述 目標(biāo)觀測(cè)順序的確定方法為： 步驟3.5.1:計(jì)算劃分方案T_STRIP中STRIP!1、STRIP!2、、沿7?巧 2的過(guò)頂時(shí)亥丨」，其 中SFiag表示第j個(gè)條帶的中心端點(diǎn)i，i為1或2,對(duì)應(yīng)條帶兩端的兩個(gè)中心端點(diǎn)，所述過(guò)頂 時(shí)刻指衛(wèi)星對(duì)目標(biāo)俯仰姿態(tài)角為零對(duì)應(yīng)的時(shí)刻點(diǎn)； 步驟3.5.2:選擇過(guò)頂時(shí)刻最早的中心點(diǎn)作為觀測(cè)開(kāi)始點(diǎn)，其在緊鄰?fù)鶑?fù)式推掃方法下 對(duì)應(yīng)的觀測(cè)順序作為觀測(cè)方案的觀測(cè)順序。8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種區(qū)域目標(biāo)非沿跡條帶劃分及觀測(cè)方法，其特征在于所述 目標(biāo)觀測(cè)時(shí)間的確定方法為： 步驟3.5.3:計(jì)算觀測(cè)開(kāi)始點(diǎn)所在當(dāng)前圈次的可見(jiàn)時(shí)間窗，并進(jìn)行太陽(yáng)高度角裁剪以消 除目標(biāo)處于陰影的窗口段所述太陽(yáng)高度角裁剪是指離散化可見(jiàn)時(shí)間窗口為多個(gè)時(shí)間點(diǎn)，計(jì) 算在多個(gè)時(shí)間點(diǎn)下的太陽(yáng)高度角，對(duì)于太陽(yáng)高度角不達(dá)閾值的時(shí)刻點(diǎn)進(jìn)行刪除； 步驟3.5.4:在裁剪后的時(shí)間窗口段內(nèi)，選擇不同觀測(cè)開(kāi)始時(shí)間得到不同觀測(cè)方案，進(jìn) 行觀測(cè)方案的可行性驗(yàn)證，如果可行則記錄下姿態(tài)機(jī)動(dòng)幅度； 步驟3.5.5:選擇姿態(tài)機(jī)動(dòng)幅度最小的觀測(cè)開(kāi)始時(shí)間作為輸出觀測(cè)方案的觀測(cè)開(kāi)始時(shí) 間。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種區(qū)域目標(biāo)非沿跡條帶劃分及觀測(cè)方法，其特征在于所述 步驟3.5.4中的觀測(cè)方案可行性驗(yàn)證的具體步驟為： 步驟3.5.4.1:依據(jù)觀測(cè)順序，將條帶的推掃路徑以一定時(shí)間段為步長(zhǎng)依據(jù)推掃速度離 散化為一系列的目標(biāo)點(diǎn)，確定觀測(cè)路徑； 步驟3.5.4.2:調(diào)用衛(wèi)星指向函數(shù)計(jì)算衛(wèi)星對(duì)每個(gè)離散目標(biāo)點(diǎn)的姿態(tài)角，根據(jù)衛(wèi)星能力 判斷對(duì)該目標(biāo)點(diǎn)是否可見(jiàn)，同時(shí)計(jì)算緊鄰兩點(diǎn)之間的角加速度，看是否滿足最大角加速度 要求，當(dāng)任意一個(gè)離散點(diǎn)不可見(jiàn)或任意一個(gè)角加速度不滿足最大角加速度限制時(shí)視為觀測(cè) 失效； 步驟3.5.4.3:如果當(dāng)前條帶可觀測(cè)，則采用姿態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)間函數(shù)計(jì)算當(dāng)前條帶結(jié)束觀測(cè) 點(diǎn)與下一個(gè)觀測(cè)條帶開(kāi)始觀測(cè)點(diǎn)的姿態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)間，若計(jì)算結(jié)果表示無(wú)法完成姿態(tài)轉(zhuǎn)換，則 該觀測(cè)方案不可行，否則轉(zhuǎn)步驟3.5.4.1進(jìn)行下一個(gè)觀測(cè)條帶的觀測(cè)可行性驗(yàn)證； 步驟3.5.4.5:判斷是否所有的條帶滿足觀測(cè)以及條帶間姿態(tài)轉(zhuǎn)換可行，若滿足，則該 觀測(cè)方案為可行觀測(cè)方案，否則觀測(cè)方案不可行。10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種區(qū)域目標(biāo)非沿跡條帶劃分及觀測(cè)方法，其特征在于步驟 2中所述的目標(biāo)可見(jiàn)性計(jì)算方法指在劃分周期內(nèi)計(jì)算描述目標(biāo)區(qū)域的每一個(gè)點(diǎn)的時(shí)間窗 口，若描述該目標(biāo)的所有點(diǎn)在同一軌道圈次上都存在可見(jiàn)的時(shí)間窗口，則該目標(biāo)在該軌內(nèi) 是可見(jiàn)的，將對(duì)其進(jìn)行非沿跡劃分，所述時(shí)間窗口的計(jì)算采用衛(wèi)星相關(guān)計(jì)算工具進(jìn)行計(jì)算。
【文檔編號(hào)】G06F19/00GK105956401SQ201610299290
【公開(kāi)日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年5月9日
【發(fā)明人】楊文沅, 賀仁杰, 楊振宇, 劉曉路, 耿西英智, 龔洪濤, 閆俊剛
【申請(qǐng)人】中國(guó)人民解放軍國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)