[发明专利]一种扫描式卫星对地俯仰观测覆盖带确定方法及装置

说明书

技术领域

本发明属于对地观测技术领域，特别涉及一种扫描式卫星对地俯仰观测覆盖带确定方法及装置。

背景技术

卫星遥感传感器具有覆盖区域广、持续时间长、测量精度高且安全可靠等特点，已经成为勘探和研究地球资源的重要手段，广泛应用于大地测绘、自然灾害监测、植被分类与农作物生长态势评估。随着科学技术的发展，各行各业对卫星遥感传感器的要求越来越高，卫星传感器对地观测能力是评价卫星的一个重要指标，

其中，俯仰观测用途非常广泛，对于卫星传感器正下方有较厚的云层覆盖时，此时对地直接对地观测的影像在解译时比较困难，当该卫星具有俯仰对地观测能力时，可以在卫星运行到需要观测区域前或者后某一区域避开云层进行观测可以得到更为清晰的遥感影像。

目前国内外对观测区域的选择是根据卫星的轨道来粗略地选择可用的卫星，这样选择的卫星不能更好地对观测区域进行覆盖，同时，由于每颗卫星在某一时刻无论是对地直接还是俯仰观测，都只能对观测区域的某一部分进行观测，目前国内外针对不同卫星传感器的不同观测视场提供了直接观测算法，对卫星传感器的俯仰对地观测则计算采用近似解法，应用于扫描式卫星对地俯仰观测覆盖的计算存在计算准确性较低。

发明内容

本发明实施例通过提供一种扫描式卫星对地俯仰观测覆盖带确定方法及装置，解决了现有扫描式卫星对地俯仰观测覆盖的计算准确性较低的技术问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种扫描式卫星对地俯仰观测覆盖带确定方法，包括：

针对所述卫星建立球面俯仰观测计算模型，其中，在所述球面计算模型的球面上表示有北极点、所述卫星进行前仰观测的扫描线、所述卫星的星下点，所述星下点经过前仰之后的前仰位置点，所述扫描线包括第一前仰覆盖边界点和第二前仰覆盖边界点；

根据从所述卫星的前仰角度范围中获取的前仰角度值，分别计算出所述前仰位置点的经纬度，以及所述前仰位置点与所述星下点之间弧段的地心覆盖角；

根据所述前仰位置点与所述星下点之间弧段的地心覆盖角，分别确定出所述第一前仰覆盖边界点与所述前仰位置点之间弧段的地心覆盖角，以及所述第二前仰覆盖边界点与所述前仰位置点的弧段的地心覆盖角；

通过所述第一前仰覆盖边界点与所述前仰位置点之间弧段的地心覆盖角和所述前仰位置点的经纬度，在所述球面俯仰观测计算模型中的球面三角形HLE，用余弦定理确定出所述第一前仰覆盖边界点的经纬度，通过所述第二前仰覆盖边界点与所述前仰位置点之间弧段的地心覆盖角和所述前仰位置点的经纬度，在所述球面俯仰观测计算模型中的球面三角形HLF，用余弦定理确定出所述第二前仰覆盖边界点的经纬度，其中，H为所述北极点、L为所述前仰位置点，E为所述第一前仰覆盖边界点，F为所述第二前仰覆盖边界点；

基于所述第一前仰覆盖边界点的经纬度和所述第二前仰覆盖边界点的经纬度，确定出所述卫星地俯仰观测的覆盖带。

可选的，所述根据从所述卫星的前仰角度范围中获取的前仰角度值，分别计算出所述前仰位置点的经纬度，以及所述前仰位置点与所述星下点之间弧段的地心覆盖角，包括：

从所述卫星的前仰角度范围中获取所述前仰角度值；

将所述前仰角度值，在如下公式中计算出所述前仰位置点与所述星下点之间弧段的地心覆盖角：

其中，R为地球半径，h为卫星距地面高度，ε为所述前仰角度值，β_L表示所述前仰位置点与所述星下点之间弧段的地心覆盖角；

将所述前仰位置点与所述星下点之间弧段的地心覆盖角在所述球面俯仰观测计算模型的球面三角形HGL中，对所述前仰位置点与所述北极点之间弧段用球面三角形的余弦定理计算得到所述前仰位置点的纬度，G为所述星下点；

将所述前仰位置点的纬度在所述球面俯仰观测计算模型的球面三角形HGL中，对所述弧段用球面三角形的余弦定理计算得到所述前仰位置点的经度。

可选的，所述通过所述第一前仰覆盖边界点与所述前仰位置点之间弧段的地心覆盖角和所述前仰位置点的经纬度，在所述球面俯仰观测计算模型中的球面三角形HLE，用余弦定理确定出所述第一前仰覆盖边界点的经纬度，包括：

将所述第一前仰覆盖边界点与所述前仰位置点之间弧段的地心覆盖角和所述前仰位置点的纬度，通过如下公式计算得到第一前仰覆盖边界点的赤纬：

其中，为所述前仰位置点的纬度，i为轨道倾角，β_E为所述第一前仰覆盖边界点与所述前仰位置点之间弧段的地心覆盖角，δ_E为所述第一前仰覆盖边界点的赤纬；