[發明專利]基于一次覆蓋條帶最大化的成像衛星區域目標覆蓋方法

在審

• 申請號: 201810726232.3
• 申請日: 2018-07-04
• 公開（公告）號: CN108932384A
• 公開（公告）日: 2018-12-04
• 發明（設計）人: 劉鋒;蔡波;李肖冬;孫通
• 申請（專利權）人: 北京市遙感信息研究所;武漢大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;G06T17/20
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 嚴彥

1.一種基于一次覆蓋條帶最大化的成像衛星區域目標覆蓋方法，其特征在于：衛星每次以預設的角度為步長更改側視角度，以瞬時視場角對一次覆蓋區域網格進行掃描覆蓋，每次推掃覆蓋到的網格點屬性t加1，未推掃的區域網格屬性t不變，每次推掃的側視角和覆蓋面積被記錄后，覆蓋區域網格屬性值重置，最后選擇覆蓋網格面積最大推掃角度加入側視方案；

如果出現多個一次覆蓋區域，并且瞬時覆蓋后的最大推掃面積相同時，衛星在目標區域中選擇實際覆蓋面積最大的側視覆蓋條帶確定側視角；否則，選擇最大推掃面積的瞬時覆蓋確定側視角。

2.根據權利要求1所述基于一次覆蓋條帶最大化的成像衛星區域目標覆蓋方法，其特征在于：包括以下步驟，

步驟1，拓展時間窗口語義，包括以下子步驟：

步驟1.1，定義五元組d＝[開始時間,結束時間,衛星代號,側視角度,一次覆蓋標識]；

步驟1.2，定義一次覆蓋標識為-2、-1、0、1，分別表示時間窗口被分配、不可用、待分配、對應條帶為一次覆蓋條帶，初始化為0；

步驟2，預估并設定仿真時間段T；

步驟3，設定網格精度劃分網格，輸入分辨率閥值、太陽高度角上下限、側視步長δλ；

步驟4，根據步驟2所設時間段T和步驟3所得太陽高度角約束，獲取所有衛星對目標區域可視時間窗口，生成時間窗口五元組序列DS，DS中的所有五元組是按開始時間先后順序排序的；

步驟5，設掃描的區域M初始為區域目標所包含的網格集，設置M中所有網格點的屬性t初始值為0；

步驟6，重復執行以下子步驟，直至完全覆蓋，實現區域

步驟6.1，重復執行步驟(1)(2)(3)，直至找到一次覆蓋狀態或DS被遍歷完畢：

(1)每次從序列DS中按順序取出一個五元組d，如果五元組d覆蓋標識為-2或-1，則返回跳到步驟(1)按順序取出下一個五元組d，否則執行下一步(2)；

(2)五元組d覆蓋標識置0，對五元組d所屬衛星進行分辨率約束檢驗，方法如下：

(3)元組d所屬衛星以最大視場角計算條帶，對區域M進行重疊覆蓋；

步驟6.2，如果沒找到一次覆蓋狀態，則跳到步驟2，重新預估T或調整約束條件；

步驟6.3，掃描區域M內所有網格點，如果掃描到的網格點的屬性t＝1，則根據網格條帶屬性s置對應時間窗口五元組的覆蓋標識為1。

步驟6.4，遍歷DS，對一次覆蓋標識為1的時間窗口內五元組d，所屬衛星在相同時間段以確定的瞬時視場角度，以δλ為步長，選擇不同的側視角度計算覆蓋條帶，依次對區域M進行推掃覆蓋，確定最終的側視角θ，更新元組d側視角度為θ，置其覆蓋標識為-2，記側視角θ時的推掃區域網格集為m；

步驟6.5，令M＝M-m，網格點屬性值重置；

步驟7，根據DS輸出側視序列方案，記輸出為側視序列方案條帶集S＝{s₁,s₂,…,s_n}。

3.根據權利要求2所述基于一次覆蓋條帶最大化的成像衛星區域目標覆蓋方法，其特征在于：在步驟7后進一步執行以下步驟進行優化，

步驟8，覆蓋步驟7輸出的側視序列方案條帶集S＝{s₁,s₂,…,s_n}，每個條帶有固定的時間窗口和側視角度；

步驟9，s₁,s₂,…,s_n以瞬時視場依次覆蓋目標區域Area；

步驟10，設S₁表示一次覆蓋條帶集，S₂表示非一次覆蓋條帶集，一次覆蓋條帶是指所覆蓋的點中至少有一個點只被覆蓋一次的條帶，S＝S₁∪S₂，

步驟11，如果則返回S₁作為優化方案，流程終止；否則，進入步驟12；

步驟12，S₁中的條帶依次覆蓋目標區域Area，未被覆蓋到的部分區域記為A，初始化變量N＝1；

步驟13，每次從S₂中取出|S₂|-N個條帶的不同組合，這些條帶依次對A進行覆蓋，如果A被完全覆蓋，則用集合T記下以上|S₂|-N個條帶；

步驟14，重復步驟13直到所有組合都遍歷完成，如果所有組合都沒能完全覆蓋A，則返回S₁∪T作為優化方案，流程終止；否則進入步驟15；

步驟15，令N←N+1，如果N＝|S₂|，則返回S₁∪T作為優化方案，流程終止，否則返回步驟14，直到流程終止。