[發(fā)明專利]一種遙感視頻衛(wèi)星的成像任務(wù)規(guī)劃方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210998756.4
• 申請日: 2022-08-19
• 公開（公告）號: CN115345496A
• 公開（公告）日: 2022-11-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 侯葉;李釗;張晨曄;孫濤;陳緒華
• 申請（專利權(quán)）人: 陜西航天技術(shù)應(yīng)用研究院有限公司
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/26;G06F17/17
• 代理公司: 西安乾方知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 61259
• 代理人: 呂智宇

本發(fā)明屬于遙感視頻衛(wèi)星使用領(lǐng)域，公開了一種遙感視頻衛(wèi)星的成像任務(wù)規(guī)劃方法，包括：獲取觀測目標(biāo)的經(jīng)緯度、觀測時間、偏好的成像模式；執(zhí)行軌道計算；根據(jù)觀測目標(biāo)偏好的成像模式進(jìn)行成像規(guī)劃，計算可成像窗口；對可成像窗口進(jìn)行優(yōu)先級排序；成像任務(wù)約束檢查，生成衛(wèi)星的成像方案；對數(shù)傳方案進(jìn)行規(guī)劃；對優(yōu)選的可成像窗口、以及與其對應(yīng)的數(shù)傳窗口進(jìn)行再次確認(rèn)；將衛(wèi)星成像方案發(fā)給衛(wèi)星控制系統(tǒng)，將對應(yīng)的數(shù)傳方案發(fā)送給地面接收站。本發(fā)明制定出了遙感視頻衛(wèi)星的滑動成像任務(wù)規(guī)劃方法、凝視成像任務(wù)規(guī)劃方法，以適應(yīng)遙感視頻衛(wèi)星的迅猛發(fā)展；對遙感視頻衛(wèi)星的兩種成像模式下的任務(wù)規(guī)劃方案進(jìn)行初步對比，以便后續(xù)遙感視頻衛(wèi)星擴(kuò)展。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于遙感視頻衛(wèi)星使用領(lǐng)域，具體涉及一種遙感視頻衛(wèi)星的成像任務(wù)規(guī)劃方法。

背景技術(shù)

隨著衛(wèi)星應(yīng)用領(lǐng)域的飛速發(fā)展及其多樣化，遙感視頻衛(wèi)星的發(fā)展也日益迅速。遙感視頻衛(wèi)星，即用于遙感領(lǐng)域研究的視頻成像模式的衛(wèi)星。通常，遙感視頻衛(wèi)星均為中低軌微小衛(wèi)星，軌道低體量小幅寬也較小。以本申請中的衛(wèi)星為例，其軌道高度一般不超過600km，衛(wèi)星體量不超過40kg，俯仰機(jī)動能力為-60°～60°，側(cè)擺機(jī)動能力為-30°～30°，最大幅寬為15km。

普通CCD相機(jī)遙感衛(wèi)星成像無論是對點目標(biāo)還是對于區(qū)域目標(biāo)，通常只能單幀成像，不能如CMOS相機(jī)一般連續(xù)成像，即不支持滑動成像和凝視成像。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種遙感視頻衛(wèi)星的成像任務(wù)規(guī)劃方法，以CMOS面陣相機(jī)的遙感視頻衛(wèi)星為研究對象，對其滑動成像、凝視成像的任務(wù)規(guī)劃方法進(jìn)行分析。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案為一種遙感視頻衛(wèi)星的成像任務(wù)規(guī)劃方法，包括：

步驟1，獲取觀測目標(biāo)的經(jīng)緯度、觀測時間、偏好的成像模式，所述成像模式包括凝視成像和滑動成像；

步驟2，執(zhí)行軌道計算，使用外推算法計算未來一周內(nèi)衛(wèi)星的星歷、星下點、以及每軌的覆蓋條帶；

步驟3，根據(jù)觀測目標(biāo)偏好的成像模式進(jìn)行成像規(guī)劃，計算可成像窗口；

步驟4，對可成像窗口進(jìn)行優(yōu)先級排序；

步驟5，成像任務(wù)約束檢查，依據(jù)任務(wù)需求執(zhí)行任務(wù)編排，生成衛(wèi)星的成像方案；

步驟6，對數(shù)傳方案進(jìn)行規(guī)劃；

步驟7，對優(yōu)選的可成像窗口、以及與其對應(yīng)的數(shù)傳窗口進(jìn)行再次確認(rèn)，滿足衛(wèi)星使用約束、地面站使用約束的情況下，確認(rèn)為最佳規(guī)劃結(jié)果；

步驟8，將規(guī)劃成功的衛(wèi)星成像方案在衛(wèi)星指令上注前發(fā)給衛(wèi)星控制系統(tǒng)，同時將對應(yīng)的數(shù)傳方案發(fā)送給地面接收站。

進(jìn)一步地，所述步驟2包括：

步驟2-1，獲取軌道計算所必需的參數(shù)；

步驟2-2，星歷計算，基于衛(wèi)星軌道數(shù)據(jù)外推計算衛(wèi)星在未來一周內(nèi)的星歷數(shù)據(jù)，得到各個時刻衛(wèi)星的空間位置；

步驟2-3，星下點計算，基于衛(wèi)星星歷的計算結(jié)果，再根據(jù)地球模型及投影，計算得到各個時刻衛(wèi)星的星下點軌跡；

步驟2-4，根據(jù)衛(wèi)星視場角或衛(wèi)星的幅寬、最大側(cè)擺角度、最大俯仰角度計算得到各個時刻衛(wèi)星的覆蓋條帶。

進(jìn)一步地，所述步驟3包括：對點目標(biāo)的凝視成像進(jìn)行成像規(guī)劃，包括：確定包含點目標(biāo)的覆蓋條帶，根據(jù)所述覆蓋條帶計算衛(wèi)星的可成像窗口。

進(jìn)一步地，所述步驟3包括：對區(qū)域目標(biāo)的凝視成像進(jìn)行成像規(guī)劃，包括：將區(qū)域目標(biāo)沿衛(wèi)星軌道方向根據(jù)衛(wèi)星覆蓋條帶拆分成若干個子區(qū)域，獲取子區(qū)域的凝視中心點，計算每個凝視中心點的可成像窗口，將每個子區(qū)域的可成像窗口匯總，得到區(qū)域目標(biāo)的可成像窗口集合。