[发明专利]一种基于无人机辅助覆盖的小卫星星座遥感系统模型的方法

摘要

本发明涉及卫星和无人机遥感技术领域，尤其涉及一种基于无人机辅助覆盖的小卫星星座遥感系统模型的方法。本专利基于无人机与小卫星合作机制提出了两者合作的约束模型，并在约束模型下分析了两者合作机制，并且提出了覆盖性能分析算法，对比分析了不同星座下覆盖性能。既改善了单独遥感的覆盖性能，克服了小卫星遥感缝隙问题又能提高遥感分辨率，同时还能降低遥感成本。另外小卫星与无人机合作还能克服无人机遥感范围有限的问题。

主权项

1.一种基于无人机辅助覆盖的小卫星星座遥感系统模型的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤A：根据星座参数和目标区域边界点的坐标集合，计算出星座成员经过目标区域相邻两次的时间间隔t_ri；步骤B：根据以上星座参数以及目标区域边界点的坐标集合，利用面向任意几何区域的遥感卫星对地覆盖面积计算方法，得到星座成员每次经过目标区域时未被覆盖区域的面积S_i，其中，i＝1，2，...，n_s；步骤C：在已知未被覆盖区域的面积和无人机数量，无人机航行平均速度以及无人机覆盖宽度的情况下得到无人机路径航行时间t_path；步骤D：判断t_path是否满足约束条件，若满足约束条件则执行步骤E，不满足则跳出；步骤E：地面控制中心根据缝隙区域和无人机的数量n_u对无人机进行航迹规划和任务分配；步骤F：卫星和无人机完成任务后通过数据链路向地面站发送遥感数据，地面站对遥感数据进行融合，得到目标区域完整的遥感数据；所述步骤A中星座成员经过目标区域相邻两次的时间间隔t_ri的公式为：式中：t_ri在表示同一轨道面星座成员对目标区域访问的时间间隔时为tr1，t_ri在表示不同轨道面星座成员多目标区域访问的平均时间间隔时为tr2，T_f为单个星座成员对目标区域的可视时间，P为由星座参数得到轨道周期，λ_max，λ_min分别表示目标区域是星下点至目标位置相对于地心的最大和最小张角，θ_c为地面目标在卫星视场范围内的总覆盖角；n_s为卫星个数；l为星座的轨道数量；所述步骤C中t_path的公式如下：其中S_i为已知未被覆盖区域的面积，d为无人机覆盖宽度，v是无人机航行平均速度，n_u为无人机数量，t_path是无人机路径航行时间；所述步骤D中约束条件为t_ri≥t_path+Δt          (5)式中Δt为无人机转弯所消耗的时间。