[发明专利]一种面向区域覆盖的多轨拼接成像优化方法

权利要求书

1.一种面向区域覆盖的多轨拼接成像优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1，针对卫星的m个轨道弧段，在每个轨道弧段的侧摆角的上下限之间随机选择1个侧摆角，构成一个侧摆角组合；其中，m为正整数；

步骤S2，重复执行n次步骤S1，获得n个侧摆角组合，并记所述n个侧摆角组合为集合P，n为正整数；

步骤S3，确定所述集合P中各元素对应的覆盖率，并记所述集合P中各元素对应的覆盖率为集合F；

步骤S4，将所述集合F中最大的覆盖率对应的一个侧摆角组合作为最优侧摆角组合；

步骤S5，采用PSODE算法对所述集合P中的各个元素的速度和位置进行更新、变异和交叉，获得相应的新的元素组成的集合P’；

步骤S6，根据所述集合P’中各元素对应的覆盖率获得集合F’；

步骤S7，将所述集合F’的各个元素与所述集合F中对应的元素进行比较，如果所述集合F’的各个元素大于所述集合F中对应的元素，则将所述集合F中相应的元素替换为所述集合F’的元素，将所述集合P中相应的元素替换为所述集合P’的元素；

步骤S8，将步骤S7中获得的所述集合F中最大的元素与步骤S4中的所述最优侧摆角组合所对应的覆盖率进行比较，如果步骤S7中获得的所述集合F中最大的元素大于步骤S4中的所述最优侧摆角组合所对应的覆盖率，则将步骤S7中获得的所述集合F中最大的元素所对应的所述集合P中的元素作为待优化的最优侧摆角组合；

步骤S9，将步骤S5中的所述集合P和所述集合F替换为步骤S7中获得的所述集合P和所述集合F，重复执行K次步骤S5至步骤S8，获得最终的最优侧摆角组合，其中，K为进化代数，K为大于等于1的整数；

其中，采用PSODE算法对多个侧摆角组合不断更新、交叉、变异生成新的侧摆角组合，从新的侧摆角组合中获得符合成像条件的侧摆角组合，根据符合成像条件的最终的最优侧摆角组合，提高了确定最优侧摆角组合的准确度。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定所述集合P中各元素对应的覆盖率，包括：

根据一个侧摆角组合中的每一个侧摆角、中心投影成像几何关系以及卫星的位置和速度，确定每一个侧摆角对应的矩形条带，获得每个矩形条带的四个顶点的顶点坐标；

根据所有矩形条带的顶点坐标，将所有矩形条带求并获得覆盖多边形；

将所述覆盖多边形与目标区域求交，获得有效覆盖多边形；

将所述有效覆盖多边形的面积除以所述目标区域的面积，获得覆盖率。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述矩形条带是通过每一个侧摆角对应的成像中心S到面阵传感器四个角点的特征光线与地表的四个交点在地表形成的。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述矩形条带是通过每一个侧摆角对应的成像中心S到线阵传感器两个角点的特征光线经过一段时间在地表扫过形成的。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，每个矩形条带的每个顶点的顶点坐标是按照以下步骤确定的：

在惯性坐标系下，设地球为一个标准旋转椭球，所述标准旋转椭球的方程为第一公式：

其中，(x，y，z)为标准旋转椭球表面的一个点，a、b分别为标准旋转椭球的长半轴和短半轴长度；

该顶点所处的特征光线在地心惯性坐标系中方程为第二公式：

其中，(x₀，y₀，z₀)为成像中心S在地心惯性坐标系下的坐标，(A，B，C)为该顶点所处的特征光线在地心惯性坐标系下的方向数；

联立所述第一公式和所述第二公式，获得每个矩形条带的每个顶点的顶点坐标。