[發(fā)明專利]一種不規(guī)則長(zhǎng)條帶目標(biāo)成像任務(wù)條帶分解方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010301394.X
• 申請(qǐng)日: 2020-04-16
• 公開（公告）號(hào): CN111552915B
• 公開（公告）日: 2023-03-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張和芬;于龍江;張健;蔡婭雯;張馳;邢健
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京空間飛行器總體設(shè)計(jì)部
• 主分類號(hào): G06F17/11
• 分類號(hào): G06F17/11;G06F17/16;G01V8/10;G01C21/24
• 代理公司: 中國(guó)航天科技專利中心 11009
• 代理人: 褚鵬蛟

由于敏捷衛(wèi)星可沿滾動(dòng)、俯仰、偏航三軸進(jìn)行快速機(jī)動(dòng)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)地表任意走向的條帶目標(biāo)的成像，如不規(guī)則長(zhǎng)條帶目標(biāo)。不規(guī)則長(zhǎng)條帶目標(biāo)是由一系列連續(xù)的點(diǎn)構(gòu)成的長(zhǎng)線型目標(biāo)，點(diǎn)與點(diǎn)之間以直線連接。對(duì)于不規(guī)則長(zhǎng)條帶目標(biāo)，為減少衛(wèi)星成像任務(wù)間的調(diào)姿次數(shù)，可以利用相機(jī)具有一定的成像幅寬這一特點(diǎn)，將不規(guī)則長(zhǎng)條帶目標(biāo)劃分成多個(gè)矩形條帶再進(jìn)行觀測(cè)，基于此技術(shù)方案，本發(fā)明給出了不規(guī)則長(zhǎng)條帶目標(biāo)成像任務(wù)條帶分解方法。經(jīng)驗(yàn)證，本發(fā)明所提出的不規(guī)則長(zhǎng)條帶分解方法是可行的，可以有效的減少衛(wèi)星成像任務(wù)間的調(diào)姿次數(shù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種不規(guī)則長(zhǎng)條帶目標(biāo)成像任務(wù)條帶分解方法，屬于敏捷衛(wèi)星成像任務(wù)規(guī)劃領(lǐng)域。

背景技術(shù)

敏捷衛(wèi)星是指能夠在短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)大角度快速機(jī)動(dòng)的衛(wèi)星，利用其快速姿態(tài)機(jī)動(dòng)能力，能夠迅速改變星上相機(jī)對(duì)地指向，實(shí)現(xiàn)對(duì)地面目標(biāo)的高效、靈活的觀測(cè)，敏捷是其最形象的表述。鑒于成像的靈活性與高效性，敏捷衛(wèi)星已成為當(dāng)今遙感衛(wèi)星的重要發(fā)展方向，世界不少國(guó)家已成功發(fā)射或正在研究敏捷衛(wèi)星。比較典型的有美國(guó)的Ikonos系列、Worldview系列，法國(guó)的Pleiades系列等，國(guó)內(nèi)目前已開展相關(guān)研究工作。

相比于傳統(tǒng)衛(wèi)星，敏捷衛(wèi)星的姿態(tài)可以沿滾轉(zhuǎn)、俯仰、偏航3個(gè)軸向進(jìn)行機(jī)動(dòng)，能夠在能力允許的范圍內(nèi)對(duì)任意走向的地面目標(biāo)進(jìn)行觀測(cè)。由于可以在俯仰方向進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)衛(wèi)星位于目標(biāo)前方、上方、后方時(shí)，均可對(duì)目標(biāo)進(jìn)行觀測(cè)，可用觀測(cè)時(shí)間較長(zhǎng)，可以在較長(zhǎng)的時(shí)間窗口內(nèi)較自由地選取其中任一時(shí)段對(duì)目標(biāo)進(jìn)行觀測(cè)，提高了觀測(cè)的靈活性。目前針對(duì)區(qū)域目標(biāo)的條帶分解方法已有研究，但未出現(xiàn)關(guān)于不規(guī)則長(zhǎng)條帶目標(biāo)條帶分解的相關(guān)資料。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種不規(guī)則長(zhǎng)條帶目標(biāo)成像任務(wù)條帶分解方法，利用相機(jī)具有一定的成像幅寬這一特點(diǎn)，將不規(guī)則長(zhǎng)條帶目標(biāo)劃分成多個(gè)矩形條帶再進(jìn)行觀測(cè)，可以有效的減少衛(wèi)星成像任務(wù)間的調(diào)姿次數(shù)。

本發(fā)明目的通過(guò)以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

一種不規(guī)則長(zhǎng)條帶目標(biāo)成像任務(wù)條帶分解方法，包括如下步驟：

S1、根據(jù)衛(wèi)星軌道半長(zhǎng)軸、相機(jī)視場(chǎng)角，計(jì)算星下點(diǎn)攝影幅寬；

S2、按目標(biāo)點(diǎn)順序，從第一個(gè)目標(biāo)點(diǎn)開始，以不相鄰兩點(diǎn)Pi、Pj為對(duì)邊中點(diǎn)、以星下點(diǎn)攝影幅寬為對(duì)邊距離構(gòu)成矩形，求解矩形四個(gè)頂點(diǎn)，然后轉(zhuǎn)入S3；

S3、判斷不相鄰兩點(diǎn)Pi、Pj之間的所有目標(biāo)點(diǎn)是否均落在該矩形內(nèi)，如果所有點(diǎn)均落在矩形內(nèi)，則將不相鄰兩點(diǎn)中的后點(diǎn)繼續(xù)后移，即以Pi、Pj+1為對(duì)邊中點(diǎn)、以星下點(diǎn)攝影幅寬為對(duì)邊距離構(gòu)成矩形，轉(zhuǎn)入S2；如果不相鄰兩點(diǎn)Pi、Pj之間的點(diǎn)有一個(gè)或一個(gè)以上落在矩形外，則以Pi、Pj-1為對(duì)邊中點(diǎn)、以星下點(diǎn)攝影幅寬為對(duì)邊距離構(gòu)成的矩形作為一個(gè)條帶；然后再以Pj、Pj+2為對(duì)邊中點(diǎn)構(gòu)成矩形，轉(zhuǎn)入S2；直到把所有目標(biāo)點(diǎn)均劃入條帶內(nèi)。

上述不規(guī)則長(zhǎng)條帶目標(biāo)成像任務(wù)條帶分解方法，優(yōu)選的，S2中，按矩形ABCD寬邊中點(diǎn)連線的斜率是否存在、存在時(shí)況是否為0的情況，求解矩形四頂點(diǎn)。

上述不規(guī)則長(zhǎng)條帶目標(biāo)成像任務(wù)條帶分解方法，優(yōu)選的，S3中，采用投影法或點(diǎn)積法或方程法，判斷不相鄰兩點(diǎn)Pi、Pj之間的所有目標(biāo)點(diǎn)是否均落在矩形內(nèi)。

上述不規(guī)則長(zhǎng)條帶目標(biāo)成像任務(wù)條帶分解方法，優(yōu)選的，采用衛(wèi)星對(duì)不規(guī)則長(zhǎng)條帶可見時(shí)段的中間時(shí)刻對(duì)應(yīng)的軌道半長(zhǎng)軸作為S1中的衛(wèi)星軌道半長(zhǎng)軸。

上述不規(guī)則長(zhǎng)條帶目標(biāo)成像任務(wù)條帶分解方法，優(yōu)選的，S3中，所有目標(biāo)點(diǎn)均落在該矩形內(nèi)，包括矩形內(nèi)部和矩形邊界。

一種不規(guī)則長(zhǎng)條帶目標(biāo)成像任務(wù)條帶分解裝置，包括星下點(diǎn)攝影幅寬計(jì)算模塊、矩形頂點(diǎn)求解模塊、條帶劃分模塊；

所述星下點(diǎn)攝影幅寬計(jì)算模塊根據(jù)衛(wèi)星軌道半長(zhǎng)軸、相機(jī)視場(chǎng)角，計(jì)算星下點(diǎn)攝影幅寬；