[發明專利]一種基于星載AIS實時信息引導的星上自主成像方法

有效

• 申請號: 201811280751.8
• 申請日: 2018-10-30
• 公開（公告）號: CN109507665B
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發明（設計）人: 麻麗香;張玥;張慶君;朱宇;劉亞東;劉書豪;何德華;梁健
• 申請（專利權）人: 北京空間飛行器總體設計部
• 主分類號: G01S13/90
• 分類號: G01S13/90
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 張曉飛

本發明一種基于星載AIS實時信息引導的星上自主成像方法，步驟如下：(1)捕獲并確認需觀測的艦船目標；(2)確定衛星觀測時刻和觀測區域；(3)計算衛星對船只的觀測姿態；(4)調整衛星姿態，確定SAR載荷可進行成像工作。本發明利用星載AIS信息實時對感興趣的目標進行匹配篩選，并確定目標所在的區域，實現SAR載荷成像所需要時間、姿態、成像參數等數據的實時解算，自動生成衛星姿態調整指令及SAR載荷開機成像指令，完成對選定區域和選定目標的成像任務。AIS信息和SAR成像信息的綜合利用，提高了海上艦船目標的識別確認效率，提高了艦船目標的成像準確率，提高了系統的觀測效能。

技術領域

本發明涉及一種基于星載AIS實時信息引導的星上自主成像方法，基于星上AIS系統的實時解析信息計算成像區域和成像目標，自主控制SAR成像功能，實時生成衛星姿態調整指令及SAR載荷開機成像指令，完成對選定區域和選定目標的成像任務。該設計可應用于海洋態勢感知、海面緊急搜救等領域。

背景技術

傳統SAR衛星的成像都是針對某一特定場景或者固定目標(建筑)而設計的，成像指令都是地面事先設計好的或者由地面上注指令，由于海面艦船位置事先不確定，尤其是眾多的非合作海面艦船，對其進行SAR成像任務時隨機性較大，因此，對海上艦船的成像任務沒有辦法靈活設計。按照傳統的星載SAR系統，對艦船成像時，艦船位置信息由其他衛星的成像結果或者電子偵察的信息來指引，從獲取艦船位置信息到SAR衛星過境的時間間隔較長，在SAR衛星具備成像條件時艦船可能已經駛離原來的位置，這時SAR衛星要完成對海面艦船目標的成像任務規劃的難度較大。這時，急需一種星上自主成像任務規劃的方法，能夠星上實時捕獲艦船信息并進行星上成像任務自主設計，完成星載SAR對艦船的實時成像任務。

船舶自動識別系統(AIS)是一種海上無線電通信系統，該系統通過自動廣播和接收船舶動態(位置、航速、航向等)和靜態(船名、國籍、呼號、吃水等)信息，由于AIS的強制加裝和自報位特性，AIS逐步推廣應用于海域感知、海面監視等各個方面，其軍用和民用價值日益突顯。新一代星載船舶識別分系統(星載AIS系統)，可在星上實時接收、處理、提取船舶AIS設備發射的AIS信息，實現遠海船舶監視及目標屬性識別、監控；實時解析AIS報文，監測觀測區域內是否有感興趣目標。基于這一信息，可在星上實時完成自主成像任務規劃，實現星上AIS實時引導SAR載荷對特定艦船目標的成像。

發明內容

本發明解決的技術問題：針對現有技術的不足，本發明提出一種基于星載AIS實時信息引導的星上SAR自主成像流程設計，利用星載AIS信息實時對感興趣的目標進行匹配篩選，并確定目標所在的區域，實現SAR載荷成像所需要時間、姿態、成像參數等數據的實時解算，自動生成衛星姿態調整指令及SAR載荷開機成像指令，完成對選定區域和選定目標的成像任務。AIS信息和SAR成像信息的綜合利用，提高了海上艦船目標的識別確認效率，提高了艦船目標的成像準確率，提高了系統的觀測效能。

本發明的技術方案予以實現：一種基于星載AIS實時信息引導的星上自主成像方法，包括如下步驟：

(1)捕獲并確認需觀測的艦船目標；

(2)確定衛星觀測時刻和觀測區域；

(3)計算衛星對船只的觀測姿態；

(4)調整衛星姿態，確定SAR載荷可進行成像工作。

所述步驟(1)的具體過程為：星載AIS接收系統接收艦船的AIS實時信息，實時提取AIS報文數據里的艦船信息，包括艦船身份、艦船位置、艦船航向航速信息，利用艦船身份完成目標識別，識別完成時刻記為初始時刻T0。

所述步驟(2)的具體過程為：