[發(fā)明專利]一種掃描式衛(wèi)星對地俯仰觀測覆蓋帶確定方法及裝置

有效

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• 申請日: 2017-02-27
• 公開（公告）號: CN106885556B
• 公開（公告）日: 2018-05-01
• 發(fā)明（設計）人: 胡楚麗;湯詩怡;陳雄;陳能成
• 申請（專利權）人: 中國地質(zhì)大學（武漢）
• 主分類號: G01C1/00
• 分類號: G01C1/00;G01C1/02
• 代理公司: 北京眾達德權知識產(chǎn)權代理有限公司11570
• 代理人: 劉杰

技術領域

本發(fā)明屬于對地觀測技術領域，特別涉及一種掃描式衛(wèi)星對地俯仰觀測覆蓋帶確定方法及裝置。

背景技術

衛(wèi)星遙感傳感器具有覆蓋區(qū)域廣、持續(xù)時間長、測量精度高且安全可靠等特點，已經(jīng)成為勘探和研究地球資源的重要手段，廣泛應用于大地測繪、自然災害監(jiān)測、植被分類與農(nóng)作物生長態(tài)勢評估。隨著科學技術的發(fā)展，各行各業(yè)對衛(wèi)星遙感傳感器的要求越來越高，衛(wèi)星傳感器對地觀測能力是評價衛(wèi)星的一個重要指標，

其中，俯仰觀測用途非常廣泛，對于衛(wèi)星傳感器正下方有較厚的云層覆蓋時，此時對地直接對地觀測的影像在解譯時比較困難，當該衛(wèi)星具有俯仰對地觀測能力時，可以在衛(wèi)星運行到需要觀測區(qū)域前或者后某一區(qū)域避開云層進行觀測可以得到更為清晰的遙感影像。

目前國內(nèi)外對觀測區(qū)域的選擇是根據(jù)衛(wèi)星的軌道來粗略地選擇可用的衛(wèi)星，這樣選擇的衛(wèi)星不能更好地對觀測區(qū)域進行覆蓋，同時，由于每顆衛(wèi)星在某一時刻無論是對地直接還是俯仰觀測，都只能對觀測區(qū)域的某一部分進行觀測，目前國內(nèi)外針對不同衛(wèi)星傳感器的不同觀測視場提供了直接觀測算法，對衛(wèi)星傳感器的俯仰對地觀測則計算采用近似解法，應用于掃描式衛(wèi)星對地俯仰觀測覆蓋的計算存在計算準確性較低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實施例通過提供一種掃描式衛(wèi)星對地俯仰觀測覆蓋帶確定方法及裝置，解決了現(xiàn)有掃描式衛(wèi)星對地俯仰觀測覆蓋的計算準確性較低的技術問題。

第一方面，本發(fā)明實施例提供了一種掃描式衛(wèi)星對地俯仰觀測覆蓋帶確定方法，包括：

針對所述衛(wèi)星建立球面俯仰觀測計算模型，其中，在所述球面計算模型的球面上表示有北極點、所述衛(wèi)星進行前仰觀測的掃描線、所述衛(wèi)星的星下點，所述星下點經(jīng)過前仰之后的前仰位置點，所述掃描線包括第一前仰覆蓋邊界點和第二前仰覆蓋邊界點；

根據(jù)從所述衛(wèi)星的前仰角度范圍中獲取的前仰角度值，分別計算出所述前仰位置點的經(jīng)緯度，以及所述前仰位置點與所述星下點之間弧段的地心覆蓋角；

根據(jù)所述前仰位置點與所述星下點之間弧段的地心覆蓋角，分別確定出所述第一前仰覆蓋邊界點與所述前仰位置點之間弧段的地心覆蓋角，以及所述第二前仰覆蓋邊界點與所述前仰位置點的弧段的地心覆蓋角；

通過所述第一前仰覆蓋邊界點與所述前仰位置點之間弧段的地心覆蓋角和所述前仰位置點的經(jīng)緯度，在所述球面俯仰觀測計算模型中的球面三角形HLE，用余弦定理確定出所述第一前仰覆蓋邊界點的經(jīng)緯度，通過所述第二前仰覆蓋邊界點與所述前仰位置點之間弧段的地心覆蓋角和所述前仰位置點的經(jīng)緯度，在所述球面俯仰觀測計算模型中的球面三角形HLF，用余弦定理確定出所述第二前仰覆蓋邊界點的經(jīng)緯度，其中，H為所述北極點、L為所述前仰位置點，E為所述第一前仰覆蓋邊界點，F(xiàn)為所述第二前仰覆蓋邊界點；

基于所述第一前仰覆蓋邊界點的經(jīng)緯度和所述第二前仰覆蓋邊界點的經(jīng)緯度，確定出所述衛(wèi)星地俯仰觀測的覆蓋帶。

可選的，所述根據(jù)從所述衛(wèi)星的前仰角度范圍中獲取的前仰角度值，分別計算出所述前仰位置點的經(jīng)緯度，以及所述前仰位置點與所述星下點之間弧段的地心覆蓋角，包括：

從所述衛(wèi)星的前仰角度范圍中獲取所述前仰角度值；

將所述前仰角度值，在如下公式中計算出所述前仰位置點與所述星下點之間弧段的地心覆蓋角：

其中，R為地球半徑，h為衛(wèi)星距地面高度，ε為所述前仰角度值，β_L表示所述前仰位置點與所述星下點之間弧段的地心覆蓋角；

將所述前仰位置點與所述星下點之間弧段的地心覆蓋角在所述球面俯仰觀測計算模型的球面三角形HGL中，對所述前仰位置點與所述北極點之間弧段用球面三角形的余弦定理計算得到所述前仰位置點的緯度，G為所述星下點；

將所述前仰位置點的緯度在所述球面俯仰觀測計算模型的球面三角形HGL中，對所述弧段用球面三角形的余弦定理計算得到所述前仰位置點的經(jīng)度。

可選的，所述通過所述第一前仰覆蓋邊界點與所述前仰位置點之間弧段的地心覆蓋角和所述前仰位置點的經(jīng)緯度，在所述球面俯仰觀測計算模型中的球面三角形HLE，用余弦定理確定出所述第一前仰覆蓋邊界點的經(jīng)緯度，包括：

將所述第一前仰覆蓋邊界點與所述前仰位置點之間弧段的地心覆蓋角和所述前仰位置點的緯度，通過如下公式計算得到第一前仰覆蓋邊界點的赤緯：

其中，為所述前仰位置點的緯度，i為軌道傾角，β_E為所述第一前仰覆蓋邊界點與所述前仰位置點之間弧段的地心覆蓋角，δ_E為所述第一前仰覆蓋邊界點的赤緯；