[发明专利]基于STK和MATLAB互联的卫星对目标可见窗口计算方法

说明书

本发明公开了一种基于STK和MATLAB互联的卫星对目标可见窗口计算方法，步骤一、基于COM形式，建立STK和MATLAB连接；步骤二、新建场景并设置参数；步骤三、新建卫星和传感器对象并设置卫星轨道参数及传感器参数；步骤四、在设定的经度、纬度范围的区域内随机生成多个地面目标；步骤五、使用MATLAB的for循环和if条件判断，将地面目标的经纬度逐个添加到建立的场景中，并计算卫星对目标的可见窗口及对应的成像姿态角；本发明方法能够利用MATLAB从STK中直接调用函数进行场景构建、可见窗口计算、数据提取和管理，以实现低耦合、高效率的可见窗口计算。

技术领域

本发明属于卫星遥感的技术领域，具体涉及一种基于STK和MATLAB互联的卫星对目标可见窗口计算方法。

背景技术

卫星对目标可见窗口计算是卫星对地观测应用中的基本问题，其过程涉及地球空间几何、卫星轨道等多个问题，是一个非常复杂的数学模型。在实际应用场景中，如何计算卫星对多个目标的可见窗口，是卫星对地观测应用中需要解决的一个基本问题。

目前，针对卫星和多个目标的可见窗口计算问题，国内外已有很多工具和软件，可总结为三类：一是利用STK进行计算，STK是美国AGI公司推出的支持航天任务全过程仿真的卫星工具包，是一个成熟的商业软件，它可提供逼真的三维可视化动态场景、精确的图表、报告等多种仿真分析结果，在卫星的可见窗口计算、覆盖分析、效果评估等方面有着广泛应用。STK具有轨道计算功能丰富、可靠的优点，但是其自身无法通过编程实现对复杂航天任务的仿真分析，例如复杂的循环计算、嵌套迭代、条件判断等，因此在进行卫星和多个目标的可见窗口计算时，人工的工作量很大，难以实现自动化计算和数据提取。二是利用编程软件(以MATLAB为例)进行计算，MATLAB是美国MathWorks公司推出的商业数学软件，它提供了丰富的数据分析和高级数学计算功能，是当前科学计算和工程应用领域先进的仿真分析软件，在数据分析、图像处理、信号处理、控制系统、航空航天等领域发挥了重要作用。MATLAB具有使用便捷、复杂逻辑的编程实现能力强等优点，但是其自身不具备轨道计算能力，而通过编程实现卫星对多个目标可见窗口计算的成本高、效率低。三是利用面向特定航天任务开发的专用软件系统进行计算，专用软件能够实现卫星和多个目标的可见窗口计算，但是专用软件的开发成本高，且耦合程度高，随着需求或任务的变化，功能扩展和二次开发的成本较高。

合理利用成熟软件，实现其优势互补，是进行卫星对多个目标可见窗口计算的有效途径。STK提供了超过150个MATLAB交互函数命令，使用户能够使用MATLAB从STK中直接调用函数进行分析、处理和计算，通过这些函数，MATLAB可以与STK进行数据交流，包括数据传输与控制、报告创建与管理等。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种基于STK和MATLAB互联的卫星对目标可见窗口计算方法，能够利用MATLAB从STK中直接调用函数进行场景构建、可见窗口计算、数据提取和管理，以实现低耦合、高效率的可见窗口计算。

实现本发明的技术方案如下：

一种基于STK和MATLAB互联的卫星对目标可见窗口计算方法，包括以下步骤：

步骤一、基于COM(Component Object Model)形式，建立STK和MATLAB连接；

步骤二、新建场景并设置参数；

步骤三、新建卫星和传感器对象并设置卫星轨道参数及传感器参数；

步骤四、在设定的经度、纬度范围的区域内随机生成多个地面目标；

步骤五、使用MATLAB的for循环和if条件判断，将地面目标的经纬度逐个添加到建立的场景中，并计算卫星对目标的可见窗口及对应的成像姿态角。

进一步地，步骤二中的设置参数具体包括：设置场景仿真时长和设置场景中的参数单位。