[发明专利]一种针对面阵成像的用户设定区域最优分解方法

说明书

一种针对面阵成像的用户设定区域最优分解方法，涉及提升卫星的观测效能技术领域；包括如下步骤：步骤(一)、将地面待观测区域的封闭边界离散为N个待观测点；步骤(二)、测量获得卫星相对于惯性坐标系的位置r和速度v；步骤(三)、计算卫星在轨道坐标系中方向的单位矢量；步骤(四)、计算卫星的滚动角俯仰角θ；步骤(五)、将N个带观测点的经纬度信息集合[λ_l,σ_l]转换为卫星的姿态数组步骤(六)、计算每个正方形卫星相机视场4个顶点在本体坐标系下的姿态数值区域p；步骤(七)、判断矩阵M_ij所有元素代表的方形卫星相机视场的姿态数值区域p选取或遗弃；本发明通过采用最优区域分解算法，见少无用或重复观测，最终提升了卫星的观测效能。

技术领域

本发明涉及一种提升卫星的观测效能技术领域，特别是一种针对面阵成像的用户设定区域最优分解方法。

背景技术

随着空间技术的发展，遥感卫星已经成为军事侦察、防灾减灾、气象勘测、环境监测等行动中获取情报信息的重要手段。与此同时，用户对遥感数据高时间、高空间分辨率的需求也日益紧迫，中低轨道遥感卫星很难实现高时间分辨率的连续成像观测任务，而高轨高分辨率光学遥感卫星可将较高像元分辨率和极高的时间分辨率相结合，通过灵活的指向控制，可在很短的时间内完成对广大区域的成像观测，是今后国际航天遥感领域发展的一个重要方向，也是提高我国对地光学遥感观测能力的重要手段。

遥感卫星的对地观测效能是用户关注重要指标之一，与此同时，用户提出的观测任务需求也多样化，为了更好的满足用户需求，更高效的完成用户提出的任务，第一步就需要对用户提出的观测区域进行最优分解，利用相机的有效视场，实现对目标区域的准确覆盖，同时还需避免重复覆盖或是无用覆盖。由于高轨光学遥感卫星为新一类对地观测卫星，目前国内的研究主要是面向一般低轨成像卫星观测区域分解算法，并没有明显针对静止轨道采用面阵传感器卫星的观测区域分解算法。

目前，我国在国家科技重大专项“高分辨率对地观测系统”已经完成首颗地球同步轨道50m分辨率遥感卫星设计和研制工作，并与2015年12月发射，后续更高分辨率的地球同步轨道军用遥感卫星、高轨广域成像监视卫星、HEO光学预警/综合电子侦察卫星、高轨光学预警卫星等重点型号已经进行了相应的部署，尤其是在军用方面，用户对卫星时效性要求更为迫切，亟待提供一种可满足多类卫星的最优区域分解算法，提升遥感卫星对地观测效能。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种针对面阵成像的用户设定区域最优分解方法，通过采用最优区域分解算法，见少无用或重复观测，最终提升了卫星的观测效能。

本发明的上述目的是通过如下技术方案予以实现的：

一种针对面阵成像的用户设定区域最优分解方法，包括如下步骤：

步骤(一)、将地面待观测区域的封闭边界离散为N个待观测点；将N个带观测点的经纬度信息集合为[λ_l,σ_l]；其中，λ_l为第l个待观测点的经度；σ_l为第l个待观测点的纬度；3≤l≤N，且l为正整数；

步骤(二)、建立惯性坐标系OXYZ，根据步骤(一)中，第^l个待观测点的经纬度[λ_l,σ_l]，获得第l个待观测点在惯性坐标系OXYZ下的位置坐标为R；并测量获得卫星相对于惯性坐标系的位置r和速度v；

步骤(三)、建立轨道坐标系O1X1Y1Z1，计算卫星在轨道坐标系O1X1Y1Z1中X1方向的单位矢量u_x、Y1方向的单位矢量u_y和Z1方向的单位矢量u_z；

步骤(四)、建立卫星本体坐标系，计算卫星从轨道坐标系转换为本体坐标系的转换矩阵L_ob；计算卫星的滚动角俯仰角θ；