專利名稱：一種用于衛(wèi)星觀測的區(qū)域劃分方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及衛(wèi)星觀測技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種用于衛(wèi)星觀測(例如對(duì)地觀測) 的區(qū)域劃分方法。
背景技術(shù)：
根據(jù)地面目標(biāo)的類型差異，成像衛(wèi)星調(diào)度問題的研究主要可分為面向點(diǎn)目標(biāo)的衛(wèi)星調(diào)度問題(觀測目標(biāo)全部為點(diǎn)目標(biāo))和面向目標(biāo)區(qū)域的衛(wèi)星調(diào)度問題(觀測目標(biāo)全部為目標(biāo)區(qū)域)兩大類。對(duì)于目標(biāo)區(qū)域，衛(wèi)星通常無法單次完成觀測，必須經(jīng)過合理劃分后才能進(jìn)行高效觀測。區(qū)域劃分的目的是將大面積區(qū)域分割為多個(gè)可由單顆衛(wèi)星一次性完成的子任務(wù)。 目前，對(duì)目標(biāo)區(qū)域主要有以下四種分解方法①將區(qū)域分解轉(zhuǎn)化為集合覆蓋問題，依據(jù)單景分解，經(jīng)過分解后，目標(biāo)區(qū)域調(diào)度被轉(zhuǎn)化為針對(duì)這些獨(dú)立場景的點(diǎn)目標(biāo)調(diào)度；②采用預(yù)定義的參考系統(tǒng)分解，參考系統(tǒng)按照一定的坐標(biāo)系，將全球劃分為多個(gè)帶有編號(hào)的場景。按照預(yù)定義的參考系統(tǒng)對(duì)區(qū)域進(jìn)行分解時(shí)，只需要檢索與目標(biāo)區(qū)域相關(guān)的場景，并進(jìn)行規(guī)劃即可； ③依據(jù)衛(wèi)星的飛行徑向和遙感器幅寬，將區(qū)域分解為固定寬度的平行條帶。采用所述三種方法必須提前確定分解的參數(shù)(單景大小、條帶寬度及劃分方向)， 并采用固定參數(shù)進(jìn)行分解。當(dāng)使用多顆衛(wèi)星觀測目標(biāo)區(qū)域時(shí)，由于不同衛(wèi)星在軌道傾角及星載遙感器幅寬等參數(shù)上均存在差異，若采用這些分解方法，將不能體現(xiàn)不同衛(wèi)星的性能差異，不能充分發(fā)揮衛(wèi)星的觀測能力，會(huì)降低對(duì)目標(biāo)區(qū)域的觀測效率。因此，只適用于單顆衛(wèi)星對(duì)目標(biāo)區(qū)域觀測的情況。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種新的用于衛(wèi)星觀測的區(qū)域劃分方法。本發(fā)明的區(qū)域劃分方法的基本思想是采用立體幾何方法計(jì)算衛(wèi)星在某側(cè)視角度下，對(duì)目標(biāo)區(qū)域的覆蓋范圍；按照每顆衛(wèi)星的遙感器幅寬以及飛行徑向，在多個(gè)時(shí)間窗口內(nèi)對(duì)目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行重復(fù)分解，即在每次衛(wèi)星飛過目標(biāo)區(qū)域時(shí)重新分解。此方法依據(jù)不同衛(wèi)星遙感器性能參數(shù)分解區(qū)域，考慮了不同衛(wèi)星遙感器性能的差異，能夠充分發(fā)揮不同衛(wèi)星的觀測能力。因此，本發(fā)明提供一種對(duì)用于衛(wèi)星觀測的區(qū)域劃分方法，其用于根據(jù)衛(wèi)星的性能參數(shù)(例如側(cè)擺角、視場角)及飛行徑向來對(duì)目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行劃分。所述方法包括如下步驟步驟1 根據(jù)衛(wèi)星的性能參數(shù)，確定所述衛(wèi)星對(duì)目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行觀測的有效區(qū)域；步驟2 確定所述有效區(qū)域所對(duì)應(yīng)的最小觀測側(cè)擺角與最大觀測側(cè)擺角；步驟3 初始化當(dāng)前側(cè)擺角，使得當(dāng)前側(cè)擺角等于最小觀測側(cè)擺角，以及初始化結(jié)果子區(qū)域集合，使得結(jié)果子區(qū)域集合為空；步驟4 更新結(jié)果子區(qū)域集合，將當(dāng)前側(cè)擺角加入結(jié)果子區(qū)域集合；步驟5 更新當(dāng)前側(cè)擺角，使得當(dāng)前側(cè)擺角增加，增加的量等于設(shè)定的粒度角；步驟6 判斷當(dāng)前側(cè)擺角與所述粒度角之和是否小于最大觀測側(cè)擺角，如果小于最大觀測側(cè)擺角，轉(zhuǎn)步驟4，否則轉(zhuǎn)步驟7 ；以及步驟7 更新結(jié)果子區(qū)域集合，將當(dāng)前側(cè)擺角加入結(jié)果子區(qū)域集合，從而將所述有效區(qū)域劃分為與所述結(jié)果子區(qū)域集合中的各側(cè)擺角相對(duì)應(yīng)的觀測條帶。從而，通過所述方法，將目標(biāo)區(qū)域(或者目標(biāo)區(qū)域的有效區(qū)域)分解為以側(cè)擺角表示的觀測條帶。側(cè)擺角表示的區(qū)域?yàn)閺膫?cè)擺角(含)至側(cè)擺角與粒度角之和(含)的條帶， 其中，此條帶未限定開始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間。所述方法具有以下的優(yōu)點(diǎn)(1)采用側(cè)擺角表示衛(wèi)星在某側(cè)視角度下對(duì)任務(wù)的覆蓋范圍，而不是采用投影到平面坐標(biāo)系的方式。從而克服了高斯投影在任務(wù)經(jīng)度差上的限制。(2)依據(jù)衛(wèi)星每次經(jīng)過任務(wù)時(shí)，對(duì)區(qū)域的可觀測范圍(即有效區(qū)域)，按照星載遙感器的不同觀測角度而非固定寬度對(duì)任務(wù)進(jìn)行分解，更加精確。(3)所述方法適用于多顆衛(wèi)星對(duì)目標(biāo)區(qū)域的觀測。其中，所述有效區(qū)域是指所述目標(biāo)區(qū)域中的可由衛(wèi)星進(jìn)行觀測的區(qū)域。對(duì)于不同性能參數(shù)的衛(wèi)星，在其它條件相同的情況下，有效區(qū)域可能是不同的。由于衛(wèi)星在整個(gè)側(cè)擺范圍內(nèi)不一定對(duì)目標(biāo)區(qū)域可見，在進(jìn)行分解前必須先判斷遙感器觀測范圍與目標(biāo)區(qū)域是否有交集，如果有交集，則計(jì)算衛(wèi)星對(duì)目標(biāo)區(qū)域的可見觀測范圍，否則，衛(wèi)星無法觀測該目標(biāo)區(qū)域，無須進(jìn)行分解或劃分。也就是說，所述步驟1可以進(jìn)一步包括確定所述有效區(qū)域是否為空，如果所述有效區(qū)域?yàn)榭?，則終止所述方法，并輸出空的結(jié)果子區(qū)域集合。優(yōu)選地，步驟3可以進(jìn)一步包括下述步驟判定目標(biāo)區(qū)域的所述有效區(qū)域?qū)?yīng)的最大觀測側(cè)擺角與最小觀測側(cè)擺角之差是否小于等于所述粒度角，如果是，則轉(zhuǎn)步驟7。優(yōu)選地，所述用于衛(wèi)星觀測的區(qū)域劃分方法進(jìn)一步包括計(jì)算與所述子區(qū)域集合中的各側(cè)擺角相對(duì)應(yīng)的時(shí)間窗口的步驟。優(yōu)選地，通過下述步驟來計(jì)算與一個(gè)側(cè)擺角相對(duì)應(yīng)的時(shí)間窗口 步驟Sl 計(jì)算與所述一個(gè)側(cè)擺角相對(duì)應(yīng)的觀測條帶與目標(biāo)區(qū)域的交點(diǎn)；步驟S2 計(jì)算包含在觀測條帶內(nèi)的目標(biāo)區(qū)域頂點(diǎn)；步驟S3 計(jì)算所述各交點(diǎn)和所述各頂點(diǎn)在星下點(diǎn)軌跡上的垂足；步驟S4 采用線性插值求出各垂足對(duì)應(yīng)的星下點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的時(shí)刻；步驟S5 比較所述各時(shí)刻大小，以得出所述各時(shí)刻中的最小時(shí)刻和最大時(shí)刻。優(yōu)選地，采用下述步驟來計(jì)算所述交點(diǎn)和所述頂點(diǎn)中的目標(biāo)點(diǎn)P在星下點(diǎn)軌跡上的垂足步驟S30 獲取線段ST，線段ST為星下線上包括目標(biāo)點(diǎn)P在星下線上的投影點(diǎn)的線段，ST為線段的兩個(gè)端點(diǎn)，步驟S31 求出線段ST的中點(diǎn)M，計(jì)算PM的長度，轉(zhuǎn)步驟S 32 ；步驟S32 將點(diǎn)M左移微小距離Δ d，得到My計(jì)算PM^的長度，轉(zhuǎn)步驟S33 ；步驟S33 如果PMl < PM,將點(diǎn)P作為起點(diǎn)S，轉(zhuǎn)步驟1，否則，轉(zhuǎn)步驟S34 ；步驟S34 將點(diǎn)M右移微小距離Δ d，得到Μκ，計(jì)算PMk的長度，轉(zhuǎn)步驟S35 ；步驟S35 如果PMe < PM,將點(diǎn)M作為終點(diǎn)T，轉(zhuǎn)步驟1，否則，點(diǎn)M即為P點(diǎn)垂足， 結(jié)束計(jì)算。優(yōu)選地，采取下式計(jì)算所述垂足M在星下線上對(duì)應(yīng)的時(shí)刻
tv = ts+dv (te-ts) /d 式中ts為點(diǎn)S對(duì)應(yīng)的星下點(diǎn)時(shí)刻，te為點(diǎn)T對(duì)應(yīng)的星下點(diǎn)時(shí)刻，d為線段ST的長度，dv為線段SVp的長度。優(yōu)選地，所述設(shè)定粒度角為根據(jù)衛(wèi)星性能和觀測要求設(shè)定的最大粒度角。優(yōu)選地，所述步驟1進(jìn)一步包括確定所述有效區(qū)域是否為空，如果所述有效區(qū)域?yàn)榭?，則終止所述方法，并輸出空的結(jié)果子區(qū)域集合。優(yōu)選地，所述粒度角為衛(wèi)星視場角的90%至100%。優(yōu)選地，所述粒度角為衛(wèi)星視場角的95%。在另一個(gè)示例方法中，以一定的粒度角δ劃分目標(biāo)區(qū)域的方法如下步驟1 初始化當(dāng)前側(cè)擺角和子區(qū)域集合，α = α π T' = Φ ；步驟2:更新分解后的子區(qū)域集合，T' =T' U α ；步驟3:更新當(dāng)前側(cè)擺角，α = α + δ ；步驟4 判斷α是否小于α 2，如果小于，轉(zhuǎn)步驟2 ；步驟5 更新當(dāng)前側(cè)擺角，α = α 2 ；步驟6:更新分解后的子區(qū)域集合，T' =T' U α ；步驟7:輸出T'，結(jié)束分解。


圖1是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的方法對(duì)示例目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行劃分后的結(jié)果示意圖。圖2是目標(biāo)區(qū)域分解示意圖。圖3是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的劃分方法的示意性流程圖。圖4是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的劃分方法中的計(jì)算時(shí)間窗口示意圖。圖5是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的劃分方法中垂足計(jì)算方法的示意圖。圖6是計(jì)算垂足對(duì)應(yīng)的星下點(diǎn)時(shí)刻示意圖。
具體實(shí)施例方式根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，用于根據(jù)衛(wèi)星的性能參數(shù)及飛行徑向來對(duì)目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行劃分的方法包括如下步驟步驟1 根據(jù)衛(wèi)星的性能參數(shù)，確定所述衛(wèi)星對(duì)目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行觀測的有效區(qū)域。步驟2 確定所述有效區(qū)域所對(duì)應(yīng)的最小觀測側(cè)擺角與最大觀測側(cè)擺角。步驟3 初始化當(dāng)前側(cè)擺角，使得當(dāng)前側(cè)擺角等于最小觀測側(cè)擺角，以及初始化結(jié)果子區(qū)域集合，使得結(jié)果子區(qū)域集合為空。步驟4 更新結(jié)果子區(qū)域集合，將當(dāng)前側(cè)擺角加入結(jié)果子區(qū)域集合。步驟5:更新當(dāng)前側(cè)擺角，使得當(dāng)前側(cè)擺角增加，增加的量等于設(shè)定的粒度角。步驟6:判斷當(dāng)前側(cè)擺角與所述粒度角之和是否小于最大觀測側(cè)擺角，如果小于最大觀測側(cè)擺角，轉(zhuǎn)步驟4，否則轉(zhuǎn)步驟7。步驟7 更新結(jié)果子區(qū)域集合，將當(dāng)前側(cè)擺角加入結(jié)果子區(qū)域集合，從而將所述有效區(qū)域劃分為與所述結(jié)果子區(qū)域集合中的各側(cè)擺角相對(duì)應(yīng)的觀測條
市ο圖1是采用上述方法進(jìn)行劃分后的結(jié)果示意圖。在圖1中虛線圍合的區(qū)域?yàn)槟繕?biāo)區(qū)域，三個(gè)實(shí)線圍合條帶代表區(qū)域劃分結(jié)果，右側(cè)的帶箭頭線段表示衛(wèi)星星下點(diǎn)軌跡。也就是說，在圖示的示例中，整個(gè)目標(biāo)區(qū)域都在所述衛(wèi)星(可以是多個(gè)衛(wèi)星中的某個(gè)衛(wèi)星)的有效觀測范圍之內(nèi)。也就是說，整個(gè)目標(biāo)區(qū)域都是有效區(qū)域，都在星載遙感器的觀測范圍之內(nèi)。劃分的結(jié)果為三個(gè)與衛(wèi)星星下點(diǎn)軌跡(或稱為衛(wèi)星星下點(diǎn)軌跡線)平行的條帶(帶有開始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間的條帶)。在圖1中示出的目標(biāo)區(qū)域示例中，目標(biāo)區(qū)域位于衛(wèi)星星下點(diǎn)軌跡線的左側(cè)。但是目標(biāo)區(qū)域也可以位于衛(wèi)星星下點(diǎn)軌跡線的右側(cè)，或者可以跨過衛(wèi)星星下點(diǎn)軌跡，分布于衛(wèi)星星下點(diǎn)的左右兩側(cè)。在進(jìn)一步的實(shí)施例中，所述目標(biāo)區(qū)域可以是由兩個(gè)或更多個(gè)分離區(qū)域組成的，在此情況下，對(duì)于每個(gè)分離區(qū)域分別執(zhí)行上述的劃分方法。而且，目標(biāo)區(qū)域也可以是任何形狀。圖1中示出相鄰條帶具有重疊部分。所述重疊部分的大小可以根據(jù)具體需要設(shè)置。或者，在某些實(shí)施例中，可以不設(shè)置所述重疊部分。需要指出的是，對(duì)目標(biāo)區(qū)域的劃分，實(shí)際上是對(duì)有效區(qū)域的劃分。在上述的方法中，可以在步驟1中進(jìn)一步包括下述步驟確定所述有效區(qū)域是否為空，如果所述有效區(qū)域?yàn)榭?，則終止所述方法，并輸出空的結(jié)果子區(qū)域集合。β = α max+θ/2 攝影點(diǎn)軌跡β = α max-θ/2 攝影點(diǎn)軌跡衛(wèi)星的最小觀測角Pmin和最大觀測角β _與遙感器側(cè)擺范圍[amin，QmJ以及視場角θ的關(guān)系如下βω η= α min- θ /2β·= α max+ θ /2也就是說，衛(wèi)星的最大觀察范圍由衛(wèi)星的最小觀測角和最大觀測角限定，進(jìn)一步地由與遙感器側(cè)擺范圍以及視場角θ限定。目標(biāo)區(qū)域的有效區(qū)域就是目標(biāo)區(qū)域落在所述最大觀察范圍內(nèi)的部分。需要指出的是，粒度角通常設(shè)置為等于視場角(沒有重疊部分)或略小于視場角(有重疊部分)。為了特定的觀測要求(例如較高的精度)，可以將視場角或粒度角設(shè)置為更小的值。在一優(yōu)選實(shí)施例中，所述設(shè)定粒度角為根據(jù)衛(wèi)星性能和觀測要求設(shè)定的最大粒度角，從而可以獲得較高的觀測效率。在一個(gè)實(shí)施例中所述粒度角為衛(wèi)星視場角的90%至100%，此區(qū)間為包括兩個(gè)端點(diǎn)的閉區(qū)間。優(yōu)選地，所述粒度角為衛(wèi)星視場角的95%。圖3是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的劃分方法的示意性流程圖。該流程圖對(duì)應(yīng)于上述的從步驟1至步驟7的區(qū)域劃分方法。在進(jìn)一步的實(shí)施例中，所述方法進(jìn)一步包括計(jì)算與所述子區(qū)域集合中的所述側(cè)擺角相對(duì)應(yīng)的時(shí)間窗口的步驟。從而，將目標(biāo)區(qū)域劃分為如圖1中所示的三個(gè)帶有開始部分和結(jié)束部分的條帶。每個(gè)條帶的開始部分和結(jié)束部分均以對(duì)應(yīng)的時(shí)間表示。即，劃分后的區(qū)域(例如，在此實(shí)施例中為三個(gè)帶有開始部分和結(jié)束部分的條帶)以側(cè)擺角和時(shí)間窗口表不。需要指出的是，由于地球表面為曲面，不能采用平面幾何知識(shí)計(jì)算交點(diǎn)和垂足。 MapX (可參考《MapXtreme2005中文開發(fā)指南》)提供了求交點(diǎn)的函數(shù)IntersectNodes和判斷點(diǎn)是否在區(qū)域內(nèi)的函數(shù)ContainsPoint，采用IntersectNodes函數(shù)可以得到觀測條帶與目標(biāo)區(qū)域的所有交點(diǎn)，即圖4中的B，C，D，E四點(diǎn)，采用ContainsPoint函數(shù)可以確定A， F兩點(diǎn)在觀測條帶內(nèi)。參見圖4，具體而言，可以采用下述步驟來計(jì)算與一個(gè)所述側(cè)擺角相對(duì)應(yīng)的時(shí)間窗口 步驟Sl 計(jì)算與所述指定側(cè)擺角相對(duì)應(yīng)的觀測條帶與目標(biāo)區(qū)域的交點(diǎn)；步驟S2 計(jì)算包含在觀測條帶內(nèi)的目標(biāo)區(qū)域頂點(diǎn)；步驟S3 計(jì)算所述各交點(diǎn)和所述各頂點(diǎn)在星下點(diǎn)軌跡上的垂足；步驟S4 采用線性插值求出各垂足對(duì)應(yīng)的星下點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的時(shí)刻；步驟S5 比較所述各時(shí)刻大小，以得出所述各時(shí)刻中的最小時(shí)刻和最大時(shí)刻。從而，得到與一個(gè)側(cè)擺角相對(duì)應(yīng)的時(shí)間窗口。對(duì)于每個(gè)側(cè)擺角，執(zhí)行上述操作。以得到與每個(gè)側(cè)擺角相對(duì)應(yīng)的時(shí)間窗如圖5所示，P點(diǎn)為需要求垂足的點(diǎn)，線段ST為星下點(diǎn)軌跡，Vp即為所求的垂足點(diǎn)。線段ST的選取與目標(biāo)區(qū)域有關(guān)，即選取與目標(biāo)區(qū)域相交的一段星下點(diǎn)軌跡，或一軌星下線。采用下述步驟來計(jì)算所述交點(diǎn)和所述頂點(diǎn)中的目標(biāo)點(diǎn)P在星下點(diǎn)軌跡上的垂足步驟S30 獲取線段ST，線段ST為星下線上包括目標(biāo)點(diǎn)P在星下線上的投影點(diǎn)的線段，ST為線段的兩個(gè)端點(diǎn)，步驟S31 求出線段ST的中點(diǎn)M，計(jì)算PM的長度，轉(zhuǎn)步驟S 32;步驟S 32: 將點(diǎn)M左移微小距離Δ d，得到My計(jì)算PM^的長度，轉(zhuǎn)步驟S 33 ；步驟S 33 如果PM^ < PM, 將點(diǎn)P作為起點(diǎn)S，轉(zhuǎn)步驟1，否則，轉(zhuǎn)步驟S 34;步驟S 34:將點(diǎn)M右移微小距離Ad，得到 Me,計(jì)算PMk的長度，轉(zhuǎn)步驟S 35 ；步驟S 35 如果PMk < PM,將點(diǎn)M作為終點(diǎn)T，轉(zhuǎn)步驟1， 否則，點(diǎn)M即為P點(diǎn)垂足，結(jié)束計(jì)算。由于衛(wèi)星繞地球做勻速運(yùn)動(dòng)，可以采取線性插值的方法計(jì)算垂足在星下線上對(duì)應(yīng)的時(shí)刻。如圖6所示，采取下式計(jì)算所述垂足M在星下線上對(duì)應(yīng)的時(shí)刻tv = ts+dv(te_ts)/d式中ts為點(diǎn)S對(duì)應(yīng)的星下點(diǎn)時(shí)刻，te為點(diǎn)T對(duì)應(yīng)的星下點(diǎn)時(shí)刻，d為線段ST的長度，dv為線段SVp的長度。
權(quán)利要求
1.一種用于衛(wèi)星觀測的區(qū)域劃分方法，其特征在于，包括如下步驟 步驟1 根據(jù)衛(wèi)星的性能參數(shù)，確定目標(biāo)區(qū)域的有效區(qū)域；步驟2 確定所述有效區(qū)域所對(duì)應(yīng)的最小觀測側(cè)擺角與最大觀測側(cè)擺角； 步驟3 初始化當(dāng)前側(cè)擺角，使得當(dāng)前側(cè)擺角等于最小觀測側(cè)擺角，以及初始化結(jié)果子區(qū)域集合，使得結(jié)果子區(qū)域集合為空；步驟4 更新結(jié)果子區(qū)域集合，將當(dāng)前側(cè)擺角加入結(jié)果子區(qū)域集合； 步驟5 更新當(dāng)前側(cè)擺角，使得當(dāng)前側(cè)擺角增加，增加的量等于設(shè)定的粒度角； 步驟6:判斷當(dāng)前側(cè)擺角與所述粒度角的和是否小于最大觀測側(cè)擺角，如果小于最大觀測側(cè)擺角，轉(zhuǎn)步驟4，否則轉(zhuǎn)步驟7 ；步驟7 更新結(jié)果子區(qū)域集合，將當(dāng)前側(cè)擺角加入結(jié)果子區(qū)域集合，從而將所述有效區(qū)域劃分為與所述結(jié)果子區(qū)域集合中的各側(cè)擺角相對(duì)應(yīng)的觀測條帶。
2.如權(quán)利要求1所述的用于衛(wèi)星觀測的區(qū)域劃分方法，其特征在于，步驟3進(jìn)一步包括下述步驟判定目標(biāo)區(qū)域的所述有效區(qū)域?qū)?yīng)的最大觀測側(cè)擺角與最小觀測側(cè)擺角之差是否小于等于所述粒度角，如果是，則轉(zhuǎn)步驟7。
3.如權(quán)利要求1所述的用于衛(wèi)星觀測的區(qū)域劃分方法，其特征在于，進(jìn)一步包括計(jì)算與所述子區(qū)域集合中的各側(cè)擺角相對(duì)應(yīng)的時(shí)間窗口的步驟。
4.如權(quán)利要求3所述的用于衛(wèi)星觀測的區(qū)域劃分方法，其特征在于，通過下述步驟來計(jì)算與一個(gè)側(cè)擺角相對(duì)應(yīng)的時(shí)間窗口步驟Sl 計(jì)算與所述一個(gè)側(cè)擺角相對(duì)應(yīng)的觀測條帶與目標(biāo)區(qū)域的交點(diǎn)；步驟S2 計(jì)算包含在觀測條帶內(nèi)的目標(biāo)區(qū)域頂點(diǎn)；步驟S3 計(jì)算所述各交點(diǎn)和所述各頂點(diǎn)在星下點(diǎn)軌跡上的垂足；步驟S4 采用線性插值求出各垂足對(duì)應(yīng)的星下點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的時(shí)刻；步驟S5 比較所述各時(shí)刻大小，以得出所述各時(shí)刻中的最小時(shí)刻和最大時(shí)刻。
5.如權(quán)利要求4所述的用于衛(wèi)星觀測的區(qū)域劃分方法，其特征在于，采用下述步驟來計(jì)算所述交點(diǎn)和所述頂點(diǎn)中的目標(biāo)點(diǎn)P在星下點(diǎn)軌跡上的垂足步驟S30 獲取線段ST，線段ST為星下線上包括目標(biāo)點(diǎn)P在星下線上的投影點(diǎn)的線段， ST為線段的兩個(gè)端點(diǎn)，步驟S31 求出線段ST的中點(diǎn)M，計(jì)算PM的長度，轉(zhuǎn)步驟S32 ； 步驟S32 將點(diǎn)M左移微小距離Δ d，得到My計(jì)算PM^的長度，轉(zhuǎn)步驟S33 ； 步驟S33 如果PM^ < PiMfA P作為起點(diǎn)S，轉(zhuǎn)步驟1，否則，轉(zhuǎn)步驟S34 ； 步驟S34 將點(diǎn)M右移微小距離Δ d，得到Mr，計(jì)算PMk的長度，轉(zhuǎn)步驟S35 ； 步驟S35 如果PMk < PM,將點(diǎn)M作為終點(diǎn)T，轉(zhuǎn)步驟1，否則，點(diǎn)M即為P點(diǎn)垂足，結(jié)束計(jì)算。
6.如權(quán)利要求5所述的用于衛(wèi)星觀測的區(qū)域劃分方法，其特征在于，采取下式計(jì)算所述垂足M在星下線上對(duì)應(yīng)的時(shí)刻tv = ts+dv(te-ts)/d 式中ts為點(diǎn)S對(duì)應(yīng)的星下點(diǎn)時(shí)刻， te為點(diǎn)T對(duì)應(yīng)的星下點(diǎn)時(shí)刻，d為線段ST的長度， dv為線段SVp的長度。
7.如權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的用于衛(wèi)星觀測的區(qū)域劃分方法，其特征在于，所述設(shè)定粒度角為根據(jù)衛(wèi)星性能和觀測要求設(shè)定的最大粒度角。
8.如權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的用于衛(wèi)星觀測的區(qū)域劃分方法，其特征在于，所述步驟1進(jìn)一步包括確定所述有效區(qū)域是否為空，如果所述有效區(qū)域?yàn)榭?，則終止所述方法，并輸出空的結(jié)果子區(qū)域集合。
9.如權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的用于衛(wèi)星觀測的區(qū)域劃分方法，其特征在于，所述粒度角為衛(wèi)星視場角的90%至100%。
10.如權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的用于衛(wèi)星觀測的區(qū)域劃分方法，其特征在于，所述粒度角為衛(wèi)星視場角的95 %。
全文摘要
本發(fā)明提供一種對(duì)用于衛(wèi)星觀測的區(qū)域劃分方法。所述方法包括如下步驟步驟1確定目標(biāo)區(qū)域的有效區(qū)域；步驟2確定有效區(qū)域所對(duì)應(yīng)的最小觀測側(cè)擺角與最大觀測側(cè)擺角；步驟3使得當(dāng)前側(cè)擺角等于最小觀測側(cè)擺角，使得結(jié)果子區(qū)域集合為空；步驟4將當(dāng)前側(cè)擺角加入結(jié)果子區(qū)域集合；步驟5使得當(dāng)前側(cè)擺角增加設(shè)定的粒度角；步驟6如果當(dāng)前側(cè)擺角與所述粒度角之和小于最大觀測側(cè)擺角，轉(zhuǎn)步驟4，否則轉(zhuǎn)步驟7；以及步驟7將當(dāng)前側(cè)擺角加入結(jié)果子區(qū)域集合，從而將所述有效區(qū)域劃分為與所述結(jié)果子區(qū)域集合中的各側(cè)擺角相對(duì)應(yīng)的觀測條帶。此方法克服了高斯投影在任務(wù)經(jīng)度差上的限制；更加精確而且適用于多顆衛(wèi)星對(duì)目標(biāo)區(qū)域的觀測。
文檔編號(hào)G06F19/00GK102479289SQ201010572300
公開日2012年5月30日 申請(qǐng)日期2010年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月30日
發(fā)明者姚鋒, 孫凱, 李菊芳, 王抒燕, 白保存, 謝松, 賀仁杰, 邢立寧, 陳英武 申請(qǐng)人:中國人民解放軍國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)