[发明专利]一种基于边界点访问计算的区域目标访问计算方法

摘要

本发明公开了一种基于边界点访问计算的区域目标访问计算方法，针对侦察卫星对区域目标进行访问计算实时性差、效率低的问题。该方法根据卫星限制条件，对区域目标边界点进行抽样或者插值，得到区域目标边界点集合；侦察卫星对区域目标访问计算的过程由CPU和GPU协同异构执行，逻辑控制部分由CPU执行，计算边界点目标太阳高度角、侧摆角、俯仰角等由GPU完成，GPU计算的数据传给CPU进行后续处理；考虑到区域目标访问计算连续性，对计算所得的边界点目标访问结果进行归类，获得区域目标侦察时段；根据经验步长，计算卫星指向，获得卫星访问区域目标的条带进行记录保存。具有逻辑简单、计算复杂度低、计算结果精度高、计算效率高、易于扩展、兼容性强等特点。

主权项

1.一种基于边界点访问计算的区域目标访问计算方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)CPU端获取区域目标访问计算需求，包括侦察卫星需求、侦察时间段需求和侦察区域需求，所述的侦察区域需求包括规则区域需求、不规则区域需求和行政区域需求；(2)CPU端读取卫星信息，包括卫星轨道高度信息和卫星视场角信息，根据卫星轨道高度信息和卫星视场角信息计算卫星最大幅宽；根据卫星最大幅宽对区域目标边界点进行插值或抽点，获得区域目标边界点集合；(3)CPU端读取约束条件和设定时间段内的星历文件，将约束条件、设定时间段内的星历文件和区域目标边界点集合传递到GPU端，并为GPU分配多个线程；所述的约束条件包括卫星的最小太阳高度角、最小侧摆角、最大侧摆角、最小俯仰角、最大俯仰角、卫星轨道倾角和轨道高度；(4)GPU端计算每个星历时刻下太阳高度角、区域目标边界点集合中所有目标的滚动角和俯仰角，将滚动角与最小侧摆角和最大侧摆角进行对比，将俯仰角与最小俯仰角和最大俯仰角进行对比，若滚动角在最小侧摆角和最大侧摆角范围内且俯仰角在最小俯仰角和最大俯仰角范围内，则记录该星历时刻及该星历时刻下计算所得的星下点的太阳高度角以及卫星访问目标的滚动角和俯仰角；否则不记录该星历时刻对应目标点的访问情况；(5)将GPU端计算所得的卫星对区域目标边界点集合中所有目标的访问计算结果传递到CPU端；(6)CPU端对目标区域进行外接矩形，分别计算外接矩形左上角和右下角的球面距离，记为L1；以及外接矩形右上角和左下角的球面距离，记为L2；比较L1和L2的大小，取较大者，记为Lmax；卫星在星下点的移动速度记为V，则卫星访问目标区域的一次最大可能侦察时长为Tmax＝Lmax/V；(7)CPU端对所有目标的访问计算结果按照时间升序排序，并按照Tmax值对所有访问计算结果进行分段，即相互之间时间差小于Tmax记为一次连续访问；如果一次连续访问中只有一次访问信息，则舍弃；如果一次连续访问中有多次访问信息，则记录本次连续访问中的最早时间为侦察开始时间，记录本次连续访问中的最晚时间为侦察结束时间；(8)对步骤(7)获得的所有侦察时段，分别计算条带信息；对于一条条带信息的计算具体为：以侦察开始时间为起点，以特定时间间隔Tdiff为步长；记侦察开始时间为Tstart,记侦察结束时间为Tend，记卫星视场角为FieldAngle,记第N段条带的起始时间为T0，结束时间为T1，其中T0＝Tstart+(N‑1)*Tdiff，T1＝T0+Tdiff，并且T1<＝Tend；分别计算T0和T1时刻FieldAngle和‑FieldAngle的卫星对地面的指向，所构成的矩形区域即为T0到T1时段的卫星条带。