[發明專利]衛星實拍實傳任務可觀測區域獲取方法及裝置

在審

• 申請號: 202111117337.7
• 申請日: 2021-09-23
• 公開（公告）號: CN114063114A
• 公開（公告）日: 2022-02-18
• 發明（設計）人: 崔莉;豐明博;王益平;吳佳奇;馬猛;申照建;唐梁珂
• 申請（專利權）人: 北京市遙感信息研究所
• 主分類號: G01S19/01
• 分類號: G01S19/01
• 代理公司: 中國和平利用軍工技術協會專利中心 11215
• 代理人: 劉光德

本發明公開了衛星實拍實傳任務可觀測區域獲取方法及裝置，該方法包括以下步驟：獲取衛星實拍實傳的任務起始時間、目標區域及地面站坐標信息；根據衛星瞬時軌道根數或者衛星兩行軌道根數，得出衛星在任務起始時間內的任意時刻的位置及衛星速度矢量；獲取衛星速度矢量與衛星目標點連線的夾角為90°的第一時刻，計算第一時刻的衛星目標點可見性以及衛星側擺角，得到目標點對應的拍照時刻及衛星側擺角；計算對應拍照時刻衛星的數傳角及地面站仰角，若數傳角小于衛星數傳天線有效波束角，且地面站仰角大于地面站最小可接收仰角，則將相應的目標點存入可觀察點集合。本發明可快速準確地判斷衛星可否對拍攝目標點進行實拍實傳任務，生成可觀測區域。

技術領域

本發明涉及遙感衛星任務規劃與處理技術領域，尤其涉及一種衛星實拍實傳任務可觀測區域獲取方法及裝置。

背景技術

遙感衛星在工作期間會產生大量圖像數據，而衛星上用來保存數據的存儲器的容量大小受到衛星體積、質量和功率制約，同時某些任務對于時效性要求較高，因此，采用光學相機一邊拍照、數傳天線同時回傳數據的實拍實傳模式十分重要。遙感衛星拍攝時，將相機側擺指向目標點，進行滑動拍照，此時，衛星上的數傳天線也隨之擺動，這就造成衛星可能無法與地面站進行通信。

因此，現有的衛星任務規劃方法在實際應用時，通常都是經驗性的劃定地面站一定距離范圍內，無法快速準確地獲取衛星在實拍實傳任務中的可觀測區域。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于克服以上現有技術的不足，提出一種衛星實拍實傳任務可觀測區域獲取方法，包括以下步驟：

步驟1，獲取衛星實拍實傳的任務起始時間、目標區域及地面站坐標信息，將所述目標區域離散為若干目標點的集合；

步驟2，根據衛星瞬時軌道根數或者衛星兩行軌道根數，得出該衛星在所述任務起始時間內的任意時刻的該衛星位置和該衛星的速度矢量；

步驟3，獲取衛星速度矢量與衛星目標點連線的夾角為90°的第一時刻，計算所述第一時刻的衛星目標點可見性和該衛星的側擺角，如果衛星目標點是可見的，執行步驟4，反之舍棄該點，執行步驟6；

步驟4，如果衛星側擺角在衛星拍攝側擺角閾值之內，執行步驟5，否則舍棄該點，執行步驟6；

步驟5，計算所述衛星在所述目標點對應所述拍照時刻的數傳角及地面站仰角，若所述數傳角小于衛星數傳天線有效波束角，且所述地面站仰角大于地面站最小可接收仰角，則將相應的所述目標點存入可觀察點集合，否則，舍去該點；轉到步驟6；

步驟6，查詢是否遍歷了所有目標點，如果已經遍歷所有目標點，將所有滿足實拍實傳條件的目標點存儲，生成可觀測區域的集合，輸出可觀測區域；如果沒有遍歷目標點，返回步驟3；

進一步的，所述步驟2中，所述衛星瞬時軌道根數采用J2模式；所述衛星兩行軌道根數采用SGP4模式。

進一步的，步驟1中所述地面站坐標信息和所述目標點的坐標信息包括：地面站的經緯度坐標和高度坐標；所述目標點的經緯度坐標和高度坐標。

進一步的，所述步驟3中，獲取衛星速度與衛星目標點連線的夾角為90°的第一時刻的方法包括以下子步驟：

步驟3.1，將所述任務起始時間分割成第二時間長度的區間時間段，所述第二時間長度的數值小于所述衛星的半個軌跡周期；

步驟3.2，在每個所述的區間時間段的開始及結束時刻，分別計算衛星速度矢量與衛星目標點連線的夾角，得到所述的區間時間段的開始時刻的衛星速度矢量與衛星目標點連線的第一夾角和所述的區間時間段的結束時刻的衛星速度矢量與衛星目標點連線的第二夾角；

步驟3.3，如果所述第一夾角至所述第二夾角對應的角度值的區間內包括90°，則在相應的所述區間時間段內，基于二分法，查找衛星速度與衛星目標點連線的夾角為90°的第一時刻。