[发明专利]一种遥感视频卫星的成像任务规划方法

说明书

本发明属于遥感视频卫星使用领域，公开了一种遥感视频卫星的成像任务规划方法，包括：获取观测目标的经纬度、观测时间、偏好的成像模式；执行轨道计算；根据观测目标偏好的成像模式进行成像规划，计算可成像窗口；对可成像窗口进行优先级排序；成像任务约束检查，生成卫星的成像方案；对数传方案进行规划；对优选的可成像窗口、以及与其对应的数传窗口进行再次确认；将卫星成像方案发给卫星控制系统，将对应的数传方案发送给地面接收站。本发明制定出了遥感视频卫星的滑动成像任务规划方法、凝视成像任务规划方法，以适应遥感视频卫星的迅猛发展；对遥感视频卫星的两种成像模式下的任务规划方案进行初步对比，以便后续遥感视频卫星扩展。

技术领域

本发明属于遥感视频卫星使用领域，具体涉及一种遥感视频卫星的成像任务规划方法。

背景技术

随着卫星应用领域的飞速发展及其多样化，遥感视频卫星的发展也日益迅速。遥感视频卫星，即用于遥感领域研究的视频成像模式的卫星。通常，遥感视频卫星均为中低轨微小卫星，轨道低体量小幅宽也较小。以本申请中的卫星为例，其轨道高度一般不超过600km，卫星体量不超过40kg，俯仰机动能力为-60°～60°，侧摆机动能力为-30°～30°，最大幅宽为15km。

普通CCD相机遥感卫星成像无论是对点目标还是对于区域目标，通常只能单帧成像，不能如CMOS相机一般连续成像，即不支持滑动成像和凝视成像。

发明内容

本发明的目的是提供一种遥感视频卫星的成像任务规划方法，以CMOS面阵相机的遥感视频卫星为研究对象，对其滑动成像、凝视成像的任务规划方法进行分析。

本发明采用的技术方案为一种遥感视频卫星的成像任务规划方法，包括：

步骤1，获取观测目标的经纬度、观测时间、偏好的成像模式，所述成像模式包括凝视成像和滑动成像；

步骤2，执行轨道计算，使用外推算法计算未来一周内卫星的星历、星下点、以及每轨的覆盖条带；

步骤3，根据观测目标偏好的成像模式进行成像规划，计算可成像窗口；

步骤4，对可成像窗口进行优先级排序；

步骤5，成像任务约束检查，依据任务需求执行任务编排，生成卫星的成像方案；

步骤6，对数传方案进行规划；

步骤7，对优选的可成像窗口、以及与其对应的数传窗口进行再次确认，满足卫星使用约束、地面站使用约束的情况下，确认为最佳规划结果；

步骤8，将规划成功的卫星成像方案在卫星指令上注前发给卫星控制系统，同时将对应的数传方案发送给地面接收站。

进一步地，所述步骤2包括：

步骤2-1，获取轨道计算所必需的参数；

步骤2-2，星历计算，基于卫星轨道数据外推计算卫星在未来一周内的星历数据，得到各个时刻卫星的空间位置；

步骤2-3，星下点计算，基于卫星星历的计算结果，再根据地球模型及投影，计算得到各个时刻卫星的星下点轨迹；

步骤2-4，根据卫星视场角或卫星的幅宽、最大侧摆角度、最大俯仰角度计算得到各个时刻卫星的覆盖条带。

进一步地，所述步骤3包括：对点目标的凝视成像进行成像规划，包括：确定包含点目标的覆盖条带，根据所述覆盖条带计算卫星的可成像窗口。

进一步地，所述步骤3包括：对区域目标的凝视成像进行成像规划，包括：将区域目标沿卫星轨道方向根据卫星覆盖条带拆分成若干个子区域，获取子区域的凝视中心点，计算每个凝视中心点的可成像窗口，将每个子区域的可成像窗口汇总，得到区域目标的可成像窗口集合。