[发明专利]一种具有相似空间观测几何变化规律的光度数据搜索方法

说明书

本发明公开了一种具有相似空间观测几何变化规律的光度数据搜索方法，针对空间目标光度数据获取过程中空间观测几何变化规律以及光度数据的特点，对空间目标的光度数据进行预处理和分析，为空间目标姿态、形状的反演以及状态的判定提供具有相似空间观测几何变化规律的光度数据，本发明公开的一种具有相似空间观测几何变化规律的光度数据搜索方法，相较于直接将当前观测数据和历史数据进行对比分析，更具有实际物理意义和几何意义。

技术领域

本发明涉及的是一种具有相似空间观测几何变化规律的光度数据搜索方法，属于计算领域。

背景技术

空间目标的光度数据实质是由空间观测几何变化，引起照射面和观测面随时间变化，进而目标观测亮度发生变化的光度曲线，空间目标的光度数据是与观测角度严格相关的。当前我国地基空间目标光学监视系统观测并累积了大量的光度数据，但是从国外开发的以光度数据为驱动的目标特性分析系统来看，大都面向GEO轨道目标。这是由于GEO目标对地相对静止，空间几何对目标光度数据观测影响较小。

发明人在研究的过程中发现：该系统针对空间目标光度数据，直接对目标的光度数据进行机器学习，而不考虑目标光度数据的获取过程，机器学习的结果将不具备实际意义，无法达到预期的效果；并且当前针对空间目标光度数据，所应用的轨道类型为GEO目标，机器学习的模型无法应用在其他轨道类型的目标，导致直接利用光度数据进行机器学习不具备普适性，方法受限。只利用相位角去约束，而针对空间目标光学观测，只用一个角度去衡量观测几何关系，是不全面的。

因此，考虑空间观测过程中的几何关系，将使得分析结果具有实际物理意义。

若想对目标的光度数据进行分析，需要考虑目标光度数据产生过程及影响因素。空间目标光度数据是与观测时的空间几何关系(太阳-目标-探测器之间的位置关系)相互耦合的，空间几何的不同导致目标被太阳照射到的表面和被探测器观测的表面不同。相同的空间目标不同的观测几何变化规律，探测器观测得到目标的光度数据不同。同时，形状、尺寸、状态及表面材质等空间目标自身特征，也是影响空间目标光度数据的主要因素。因此，针对空间目标的形状、姿态的反演以及工作状态的确定，需在相同或者相似的观测角度下进行。

发明内容

针对上述缺陷，本发明提供了一种具有相似空间观测几何变化规律的光度数据搜索方法，针对空间目标光度数据获取过程中空间观测几何变化规律，针对光度数据的特点，对空间目标的大数据光度数据进行预处理和分析，为空间目标姿态、形状的反演以及状态的判定提供具有相似空间观测几何变化规律的光度数据。

为达到上述目的，本发明通过以下技术方案来具体实现：

本发明提供了一种具有相似空间观测几何变化规律的光度数据搜索方法，该方法包括：

步骤一、采集多组不同时间观测的空间目标的光度数据和轨道数据，作为空间目标数据库；

步骤二、通过空间目标的轨道数据解析出空间目标观测过程中太阳、探测器和空间目标三者的相对位置序列，相对位置序列统一在卫星质心轨道坐标系下；

步骤三、由相对位置序列解算相位角序列、太阳的方位角序列、太阳的俯仰角序列、探测器的方位角序列和探测器的俯仰角序列；太阳的方位角序列的变化规律、太阳的俯仰角序列的变化规律、探测器的方位角序列的变化规律与探测器的俯仰角序列的变化规律为空间观测几何变化规律；

步骤四、获取当前观测数据，所述当前观测数据包括当前观测光度数据和当前观测轨道数据；

步骤五、搜索空间目标数据库中与当前观测数据的相位角序列具有相似的变化规律的第一空间目标数据库；

步骤六、在第一空间目标数据库中搜索与当前观测数据的太阳的方位角序列、太阳的俯仰角序列、探测器的方位角序列和探测器的俯仰角序列均具有相似的变化规律的第二空间目标数据库，作为与当前观测数据的光度数据具有相似空间观测几何变化规律的光度数据集。