[发明专利]一种面向成像卫星的目标可见弧段确定方法

说明书

本发明一种面向成像卫星的目标可见弧段确定方法，步骤如下：(1)计算得到姿态机动能力与载荷视场范围的复合可视视场角；(2)确定当前轨道位置卫星与目标间的几何可见性；(3)确定当前轨道位置卫星与目标间的载荷可见性；(4)根据轨道信息及卫星当前轨道位置高度，计算步长Δt，获取下一轨道时刻t_i+1，进而获取下一个轨道时刻的位置；(5)重复步骤(2)‑(4)，直至轨道点遍历结束，根据自适应抽样可见性计算结果合并生成粗粒度可见弧段区间；(6)在粗粒度可见弧段首尾处进行区间延展，形成精细可见弧段区间。

技术领域

本发明涉及一种面向成像卫星的目标可见弧段确定方法，属于遥感卫星成像可见性分析及任务规划领域。

背景技术

在敏捷成像卫星及其地面运控系统实施任务规划过程中，需要根据用户提供的目标特征输入计算和预报一定时间周期或数个轨道圈次内对目标的可见弧段，通常的做法是对轨道位置逐点或稀疏采样，计算固定成像姿态下载荷对目标的可见性覆盖，进而获得预期时段和轨道圈次内的可见弧段。应用此种方式时，逐点或小步长下计算速度慢，大步长下精度不易保障，尤其不适合大椭圆轨道特殊类型成像卫星，同时固定姿态可见性计算难以适应目前姿态机动能力越发增强的敏捷成像卫星。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服已有方法的不足，提出一种面向成像卫星的目标可见弧段确定方法，解决可见弧段计算效率不高的问题。方法主要使用复合视场角、双层可见性判断及自适应采样步长计算获取轨道整圈次抽样样点的离散可见性，然后生成并精细调节可见弧段区间，在保障计算精度的同时提高计算效率。

本发明方法是通过下述技术方案实现的：一种面向成像卫星的目标可见弧段确定方法，步骤如下：

(1)计算得到姿态机动能力与载荷视场范围的复合可视视场角；

(2)确定当前轨道位置卫星与目标间的几何可见性；

(3)确定当前轨道位置卫星与目标间的载荷可见性；

(4)根据轨道信息及卫星当前轨道位置高度，计算步长Δt，获取下一轨道时刻t_i+1，进而获取下一个轨道时刻的位置；

(5)重复步骤(2)-(4)，直至轨道点遍历结束，根据自适应抽样可见性计算结果合并生成粗粒度可见弧段区间；

(6)在粗粒度可见弧段首尾处进行区间延展，形成精细可见弧段区间。

所述步骤(1)中复合可视视场角的具体计算过程为：

计算得到复合可视视场角，包括复合视场内侧边缘角α_-、外侧边缘角α₊、上侧边缘角β₊和下侧边缘角β_-；

α_-＝α-γ-f_i，α₊＝α+γ+f_o，β_-＝β-p-f_d，β₊＝β+p+f_u；

其中γ表示滚动方向最大机动能力，p表示俯仰方向最大机动能力，f_i、f_o、f_d和f_u分别表示载荷矩形视场的原始内侧、外侧、下侧和上侧视场角。

所述步骤(2)的具体过程为：当前轨道位置卫星与目标间的几何可见性判据为：当0≤η0.5π且0≤θmax{α₊,α_-,β₊,β_-}且γ≥γ₀时，表示目标可见；