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      一種掃描式衛(wèi)星對(duì)地俯仰觀測(cè)覆蓋帶確定方法及裝置與流程

      文檔序號(hào):12711347閱讀:來(lái)源:國(guó)知局

      技術(shù)特征:

      1.一種掃描式衛(wèi)星對(duì)地俯仰觀測(cè)覆蓋帶確定方法,其特征在于,包括:

      針對(duì)所述衛(wèi)星建立球面俯仰觀測(cè)計(jì)算模型,其中,在所述球面計(jì)算模型的球面上表示有北極點(diǎn)、所述衛(wèi)星進(jìn)行前仰觀測(cè)的掃描線、所述衛(wèi)星的星下點(diǎn),所述星下點(diǎn)經(jīng)過(guò)前仰之后的前仰位置點(diǎn),所述掃描線包括第一前仰覆蓋邊界點(diǎn)和第二前仰覆蓋邊界點(diǎn);

      根據(jù)從所述衛(wèi)星的前仰角度范圍中獲取的前仰角度值,分別計(jì)算出所述前仰位置點(diǎn)的經(jīng)緯度,以及所述前仰位置點(diǎn)與所述星下點(diǎn)之間弧段的地心覆蓋角;

      根據(jù)所述前仰位置點(diǎn)與所述星下點(diǎn)之間弧段的地心覆蓋角,分別確定出所述第一前仰覆蓋邊界點(diǎn)與所述前仰位置點(diǎn)之間弧段的地心覆蓋角,以及所述第二前仰覆蓋邊界點(diǎn)與所述前仰位置點(diǎn)的弧段的地心覆蓋角;

      通過(guò)所述第一前仰覆蓋邊界點(diǎn)與所述前仰位置點(diǎn)之間弧段的地心覆蓋角和所述前仰位置點(diǎn)的經(jīng)緯度,在所述球面俯仰觀測(cè)計(jì)算模型中的球面三角形HLE,用余弦定理確定出所述第一前仰覆蓋邊界點(diǎn)的經(jīng)緯度,通過(guò)所述第二前仰覆蓋邊界點(diǎn)與所述前仰位置點(diǎn)之間弧段的地心覆蓋角和所述前仰位置點(diǎn)的經(jīng)緯度,在所述球面俯仰觀測(cè)計(jì)算模型中的球面三角形HLF,用余弦定理確定出所述第二前仰覆蓋邊界點(diǎn)的經(jīng)緯度,其中,H為所述北極點(diǎn)、L為所述前仰位置點(diǎn),E為所述第一前仰覆蓋邊界點(diǎn),F(xiàn)為所述第二前仰覆蓋邊界點(diǎn);

      基于所述第一前仰覆蓋邊界點(diǎn)的經(jīng)緯度和所述第二前仰覆蓋邊界點(diǎn)的經(jīng)緯度,確定出所述衛(wèi)星地俯仰觀測(cè)的覆蓋帶。

      2.如權(quán)利要求1所述的掃描式衛(wèi)星對(duì)地俯仰觀測(cè)覆蓋帶確定方法,其特征在于,所述根據(jù)從所述衛(wèi)星的前仰角度范圍中獲取的前仰角度值,分別計(jì)算出所述前仰位置點(diǎn)的經(jīng)緯度,以及所述前仰位置點(diǎn)與所述星下點(diǎn)之間弧段的地心覆蓋角,包括:

      從所述衛(wèi)星的前仰角度范圍中獲取所述前仰角度值;

      將所述前仰角度值,在如下公式中計(jì)算出所述前仰位置點(diǎn)與所述星下點(diǎn)之間弧段的地心覆蓋角:

      <mrow> <msub> <mi>&beta;</mi> <mi>L</mi> </msub> <mo>=</mo> <mi>a</mi> <mi>r</mi> <mi>c</mi> <mi>s</mi> <mi>i</mi> <mi>n</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mfrac> <mrow> <mo>(</mo> <mi>R</mi> <mo>+</mo> <mi>h</mi> <mo>)</mo> <mo>&CenterDot;</mo> <mi>s</mi> <mi>i</mi> <mi>n</mi> <mi>&epsiv;</mi> </mrow> <mi>R</mi> </mfrac> <mo>)</mo> </mrow> <mo>-</mo> <mi>&epsiv;</mi> </mrow>

      其中,R為地球半徑,h為衛(wèi)星距地面高度,ε為所述前仰角度值,βL表示所述前仰位置點(diǎn)與所述星下點(diǎn)之間弧段的地心覆蓋角;

      將所述前仰位置點(diǎn)與所述星下點(diǎn)之間弧段的地心覆蓋角在所述球面俯仰觀測(cè)計(jì)算模型的球面三角形HGL中,對(duì)所述前仰位置點(diǎn)與所述北極點(diǎn)之間弧段用球面三角形的余弦定理計(jì)算得到所述前仰位置點(diǎn)的緯度,G為所述星下點(diǎn);

      將所述前仰位置點(diǎn)的緯度在所述球面俯仰觀測(cè)計(jì)算模型的球面三角形HGL中,對(duì)所述弧段用球面三角形的余弦定理計(jì)算得到所述前仰位置點(diǎn)的經(jīng)度。

      3.如權(quán)利要求1或2所述的掃描式衛(wèi)星對(duì)地俯仰觀測(cè)覆蓋帶確定方法,其特征在于,所述通過(guò)所述第一前仰覆蓋邊界點(diǎn)與所述前仰位置點(diǎn)之間弧段的地心覆蓋角和所述前仰位置點(diǎn)的經(jīng)緯度,在所述球面俯仰觀測(cè)計(jì)算模型中的球面三角形HLE,用余弦定理確定出所述第一前仰覆蓋邊界點(diǎn)的經(jīng)緯度,包括:

      將所述第一前仰覆蓋邊界點(diǎn)與所述前仰位置點(diǎn)之間弧段的地心覆蓋角和所述前仰位置點(diǎn)的緯度,通過(guò)如下公式計(jì)算得到第一前仰覆蓋邊界點(diǎn)的赤緯:

      其中,為所述前仰位置點(diǎn)的緯度,i為軌道傾角,βE為所述第一前仰覆蓋邊界點(diǎn)與所述前仰位置點(diǎn)之間弧段的地心覆蓋角,δE為所述第一前仰覆蓋邊界點(diǎn)的赤緯;

      將所述第一前仰覆蓋邊界點(diǎn)的赤緯確定為所述第一前仰覆蓋邊界點(diǎn)的緯度;

      將所述第一前仰覆蓋邊界點(diǎn)的緯度,通過(guò)第一經(jīng)度計(jì)算公式計(jì)算得到所述第一前仰覆蓋邊界點(diǎn)的經(jīng)度:

      其中,λL為所述前仰位置點(diǎn)的經(jīng)度,為所述前仰位置點(diǎn)的緯度,為所述第一前仰覆蓋邊界點(diǎn)的緯度。

      4.如權(quán)利要求1所述的掃描式衛(wèi)星對(duì)地俯仰觀測(cè)覆蓋帶確定方法,其特征在于,所述通過(guò)所述第二前仰覆蓋邊界點(diǎn)與所述前仰位置點(diǎn)之間弧段的地心覆蓋角和所述前仰位置點(diǎn)的經(jīng)緯度,在所述球面俯仰觀測(cè)計(jì)算模型中的球面三角形HLF,用余弦定理確定出所述第二前仰覆蓋邊界點(diǎn)的經(jīng)緯度,包括:

      將所述第二前仰覆蓋邊界點(diǎn)與所述前仰位置點(diǎn)之間弧段的地心覆蓋角和所述前仰位置點(diǎn)的緯度,通過(guò)如下公式計(jì)算得到所述第二前仰覆蓋邊界點(diǎn)的赤緯:

      其中,為所述前仰位置點(diǎn)的緯度,i為軌道傾角,βF為所述第二前仰覆蓋邊界點(diǎn)與所述前仰位置點(diǎn)之間弧段的地心覆蓋角,δF為所述第二前仰覆蓋邊界點(diǎn)的赤緯,所述第二前仰覆蓋邊界點(diǎn)的赤緯等于所述第二前仰覆蓋邊界點(diǎn)的緯度;

      將所述第二前仰覆蓋邊界點(diǎn)的赤緯確定為所述第二前仰覆蓋邊界點(diǎn)的赤緯;

      將所述第二前仰覆蓋邊界點(diǎn)的緯度,通過(guò)第二經(jīng)度計(jì)算公式計(jì)算得到所述第二前仰覆蓋邊界點(diǎn)的經(jīng)度:

      其中,λL為所述前仰位置點(diǎn)的經(jīng)度,為所述前仰位置點(diǎn)的緯度,為所述第二前仰覆蓋邊界點(diǎn)的緯度,βF為第二前仰覆蓋邊界點(diǎn)與前仰位置點(diǎn)之間弧段的地心覆蓋角。

      5.如權(quán)利要求3所述的掃描式衛(wèi)星對(duì)地俯仰觀測(cè)覆蓋帶確定方法,其特征在于,所述將所述第一前仰覆蓋邊界點(diǎn)的緯度,通過(guò)第一經(jīng)度計(jì)算公式計(jì)算得到所述第一前仰覆蓋邊界點(diǎn)的經(jīng)度,包括:

      確定所述第一前仰覆蓋邊界點(diǎn)相對(duì)于所述前仰位置點(diǎn)的空間位置關(guān)系;

      確定所述衛(wèi)星的軌道傾角和飛行方向;

      根據(jù)所述第一前仰覆蓋邊界點(diǎn)相對(duì)于所述前仰位置點(diǎn)的空間位置關(guān)系、所述衛(wèi)星的軌道傾角和飛行方向,共同確定所述第一經(jīng)度計(jì)算公式中的可變運(yùn)算符號(hào),以計(jì)算出所述第一前仰覆蓋邊界點(diǎn)的經(jīng)度。

      6.如權(quán)利要求3所述的掃描式衛(wèi)星對(duì)地俯仰觀測(cè)覆蓋帶確定方法,其特征在于,所述將所述第二前仰覆蓋邊界點(diǎn)的緯度,通過(guò)第二經(jīng)度計(jì)算公式計(jì)算得到所述第二前仰覆蓋邊界點(diǎn)的經(jīng)度,包括:

      確定所述第二前仰覆蓋邊界點(diǎn)相對(duì)于所述前仰位置點(diǎn)的空間位置關(guān)系;

      確定所述衛(wèi)星的軌道傾角和飛行方向;

      根據(jù)所述第二前仰覆蓋邊界點(diǎn)與所述前仰位置點(diǎn)的空間位置關(guān)系、所述衛(wèi)星的軌道傾角和飛行方向,共同確定所述第二經(jīng)度計(jì)算公式中的可變運(yùn)算符號(hào),以計(jì)算出所述第二前仰覆蓋邊界點(diǎn)的經(jīng)度。

      7.一種掃描式衛(wèi)星對(duì)地俯仰觀測(cè)覆蓋帶確定裝置,其特征在于,包括:

      模型建立單元,用于針對(duì)所述衛(wèi)星建立球面俯仰觀測(cè)計(jì)算模型,其中,在所述球面計(jì)算模型的球面上表示有北極點(diǎn)、所述衛(wèi)星進(jìn)行前仰觀測(cè)的掃描線、所述衛(wèi)星的星下點(diǎn),所述星下點(diǎn)經(jīng)過(guò)前仰之后的前仰位置點(diǎn),所述掃描線包括第一前仰覆蓋邊界點(diǎn)和第二前仰覆蓋邊界點(diǎn);

      第一地心覆蓋角計(jì)算單元,用于根據(jù)從所述衛(wèi)星的前仰角度范圍中獲取的前仰角度值,分別計(jì)算出所述前仰位置點(diǎn)的經(jīng)緯度,以及所述前仰位置點(diǎn)與所述星下點(diǎn)之間弧段的地心覆蓋角;

      第二地心覆蓋角計(jì)算單元,用于根據(jù)所述前仰位置點(diǎn)與所述星下點(diǎn)之間弧段的地心覆蓋角,分別確定出所述第一前仰覆蓋邊界點(diǎn)與所述前仰位置點(diǎn)之間弧段的地心覆蓋角,以及所述第二前仰覆蓋邊界點(diǎn)與所述前仰位置點(diǎn)的弧段的地心覆蓋角;

      經(jīng)緯度確定單元,用于通過(guò)所述第一前仰覆蓋邊界點(diǎn)與所述前仰位置點(diǎn)之間弧段的地心覆蓋角和所述前仰位置點(diǎn)的經(jīng)緯度,在所述球面俯仰觀測(cè)計(jì)算模型中的球面三角形HLE,用余弦定理確定出所述第一前仰覆蓋邊界點(diǎn)的經(jīng)緯度,通過(guò)所述第二前仰覆蓋邊界點(diǎn)與所述前仰位置點(diǎn)之間弧段的地心覆蓋角和所述前仰位置點(diǎn)的經(jīng)緯度,在所述球面俯仰觀測(cè)計(jì)算模型中的球面三角形HLF,用余弦定理確定出所述第二前仰覆蓋邊界點(diǎn)的經(jīng)緯度,其中,H為所述北極點(diǎn)、L為所述前仰位置點(diǎn),E為所述第一前仰覆蓋邊界點(diǎn),F(xiàn)為所述第二前仰覆蓋邊界點(diǎn);

      覆蓋帶確定單元,用于基于所述第一前仰覆蓋邊界點(diǎn)的經(jīng)緯度和所述第二前仰覆蓋邊界點(diǎn)的經(jīng)緯度,確定出所述衛(wèi)星地俯仰觀測(cè)的覆蓋帶。

      8.如權(quán)利要求7所述的掃描式衛(wèi)星對(duì)地俯仰觀測(cè)覆蓋帶確定裝置,其特征在于,所述第一地心覆蓋角計(jì)算單元,具體用于:

      從所述衛(wèi)星的前仰角度范圍中獲取所述前仰角度值;

      將所述前仰角度值,在如下公式中計(jì)算出所述前仰位置點(diǎn)與所述星下點(diǎn)之間弧段的地心覆蓋角:

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      其中,R為地球半徑,h為衛(wèi)星距地面高度,ε為所述前仰角度值,βL表示所述前仰位置點(diǎn)與所述星下點(diǎn)之間弧段的地心覆蓋角;

      將所述前仰位置點(diǎn)與所述星下點(diǎn)之間弧段的地心覆蓋角在所述球面俯仰觀測(cè)計(jì)算模型的球面三角形HGL中,對(duì)所述前仰位置點(diǎn)與所述北極點(diǎn)之間弧段用球面三角形的余弦定理計(jì)算得到所述前仰位置點(diǎn)的緯度,G為所述星下點(diǎn);

      將所述前仰位置點(diǎn)的緯度在所述球面俯仰觀測(cè)計(jì)算模型的球面三角形HGL中,對(duì)所述弧段用球面三角形的余弦定理計(jì)算得到所述前仰位置點(diǎn)的經(jīng)度。

      9.如權(quán)利要求7或8所述的掃描式衛(wèi)星對(duì)地俯仰觀測(cè)覆蓋帶確定裝置,其特征在于,所述經(jīng)緯度確定單元,包括:

      第一赤緯計(jì)算子單元,用于將所述第一前仰覆蓋邊界點(diǎn)與所述前仰位置點(diǎn)之間弧段的地心覆蓋角和所述前仰位置點(diǎn)的緯度,通過(guò)如下公式計(jì)算得到第一前仰覆蓋邊界點(diǎn)的赤緯:

      其中,為所述前仰位置點(diǎn)的緯度,i為軌道傾角,βE為所述第一前仰覆蓋邊界點(diǎn)與所述前仰位置點(diǎn)之間弧段的地心覆蓋角,δE為所述第一前仰覆蓋邊界點(diǎn)的赤緯;

      第一緯度確定子單元,用于將所述第一前仰覆蓋邊界點(diǎn)的赤緯確定為所述第一前仰覆蓋邊界點(diǎn)的緯度;

      第一經(jīng)度計(jì)算子單元,用于將所述第一前仰覆蓋邊界點(diǎn)的緯度,通過(guò)第一經(jīng)度計(jì)算公式計(jì)算得到所述第一前仰覆蓋邊界點(diǎn)的經(jīng)度:

      其中,λL為所述前仰位置點(diǎn)的經(jīng)度,為所述前仰位置點(diǎn)的緯度,為所述第一前仰覆蓋邊界點(diǎn)的緯度。

      10.如權(quán)利要求7所述的掃描式衛(wèi)星對(duì)地俯仰觀測(cè)覆蓋帶確定裝置,其特征在于,所述第二地心覆蓋角計(jì)算單元,具體用于:

      將所述第二前仰覆蓋邊界點(diǎn)與所述前仰位置點(diǎn)之間弧段的地心覆蓋角和所述前仰位置點(diǎn)的緯度,通過(guò)如下公式計(jì)算得到所述第二前仰覆蓋邊界點(diǎn)的赤緯:

      其中,為所述前仰位置點(diǎn)的緯度,i為軌道傾角,βF為所述第二前仰覆蓋邊界點(diǎn)與所述前仰位置點(diǎn)之間弧段的地心覆蓋角,δF為所述第二前仰覆蓋邊界點(diǎn)的赤緯,所述第二前仰覆蓋邊界點(diǎn)的赤緯等于所述第二前仰覆蓋邊界點(diǎn)的緯度;

      將所述第二前仰覆蓋邊界點(diǎn)的赤緯確定為所述第二前仰覆蓋邊界點(diǎn)的赤緯;

      將所述第二前仰覆蓋邊界點(diǎn)的緯度,通過(guò)第二經(jīng)度計(jì)算公式計(jì)算得到所述第二前仰覆蓋邊界點(diǎn)的經(jīng)度:

      其中,λL為所述前仰位置點(diǎn)的經(jīng)度,為所述前仰位置點(diǎn)的緯度,為所述第二前仰覆蓋邊界點(diǎn)的緯度,βF為第二前仰覆蓋邊界點(diǎn)與前仰位置點(diǎn)之間弧段的地心覆蓋角。

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