【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及航天，特別涉及一種基于軌道數據的區域目標動態分解方法及系統。
技術介紹
1、近年來，隨著空間信息技術的發展，形成了由不同型號、不同類型、不同用途的多顆對地觀測衛星聯合組網的多星聯合對地觀測系統。由于衛星運行于一定的軌道高度，星載遙感器的視場角有限，同一時刻遙感器只能觀測有限的地面區域。對于地面較大的區域目標，不能被衛星的單個觀測條帶覆蓋，在進行衛星觀測前，必須以多個觀測條帶進行區域目標分解。區域分解的方式在某種意義上決定了衛星對區域目標的觀測效率，有必要開發一種高效的區域目標分解方法，提高多星的觀測效率。
2、目前針對區域目標的分解，主流方法包括預定義參考系法和基于高斯投影的分解法。
3、預定義參考系法是根據全球參考系，將觀測目標分解為獨立的場景，場景信息基于大地坐標系進行描述。大地坐標系是大地測量中以參考橢球面為基準面建立起來的坐標系，地面點的位置用大地經度、大地緯度和大地高度表示。然而，當經度跨度較大時，這種方法的分解誤差顯著增加，從而降低分解的精度。
4、基于高斯投影的分解法則利用高斯投影法將經緯度信息投影到平面坐標系下，對目標進行分解。再通過高斯反算法計算出分解后的條帶地理信息。但是這種方法計算量大、效率低，難以滿足高效處理的需求。
技術實現思路
1、針對現有技術中的部分或全部問題，本專利技術提供一種基于軌道數據的區域目標動態分解方法，該方法包括以下步驟：
2、根據衛星軌道和區域目標area，計算衛星對區域目標各
3、計算衛星對區域目標各頂點的過頂時刻和側擺角集合；
4、根據所述衛星對區域目標各頂點的過頂時刻和側擺角集合，得到區域目標area外接矩形的四個頂點對應的衛星過頂時刻和側擺角；
5、根據衛星軌道信息，計算衛星側擺角指向地面點的地理位置；
6、計算得到區域目標area外接矩形的位置；
7、對區域目標area外接矩形的位置進行條帶劃分；
8、根據輸入的軌道圈次的衛星軌道數據，逐個計算條帶的可見時間窗口及側擺角；以及
9、將計算的條帶可見窗口及側擺角輸入到任務規劃中，生成衛星觀測計劃。
10、進一步地，根據衛星軌道和區域目標area，計算衛星對區域目標各頂點的過頂時刻集合包括：
11、在單個軌道周期內，衛星對每個頂點均有一個固定的過頂時刻，衛星對區域目標各頂點的過頂時刻集合t＝{t0，t1，...，tn}，其中區域目標的頂點數量為n+1。
12、進一步地，計算衛星對區域目標各頂點的過頂時刻和側擺角集合包括：
13、計算t時刻衛星指向目標點的側擺角r，
14、
15、其中，a表示衛星軌道中t時刻衛星對應的地心地固系位置向量，a表示衛星指向目標點的向量，a＝q-a，其中q表示區域頂點對應的地心地固系位置向量；
16、計算得到衛星對區域目標各頂點的過頂時刻和側擺角集合為，
17、tr＝{(t0，r0)，(t1，r1)，...，(tn，rn)}
18、其中，t0，t1，...，tn分別表示衛星對區域目標各頂點的過頂時刻，r0，r1，...，rn分別表示衛星對區域目標各頂點的側擺角。
19、進一步地，根據所述衛星對區域目標各頂點的過頂時刻和側擺角集合，得到區域目標area外接矩形的四個頂點對應的衛星過頂時刻和側擺角包括：
20、對于區域目標area，使用衛星最早過頂時刻te以及最晚過頂時刻tl的兩個頂點確定外接矩形的長，以(te，tl)表示；
21、對于區域目標area，使用衛星過頂時最大側擺角r+和最小側擺角r-的兩個頂點確定外接矩形的寬，以(r-，r+)表示；
22、得到區域目標area沿衛星飛行方向確定的外接矩形為，
23、
24、其中，(te，tl)表示外接矩形的長，(r-，r+)表示外接矩形的寬。
25、進一步地，根據衛星軌道信息，計算衛星側擺角指向地面點的地理位置包括：
26、根據衛星軌道信息，得到如下式子，
27、
28、其中，a表示衛星軌道中t時刻衛星對應的地心地固系位置向量，u表示目標點對應的地心地固系位置向量，sa表示衛星指向目標點的向量，rx(θ)表示繞x軸旋轉矩陣，e表示衛星運動坐標系至地固系的轉換矩陣；
29、計算上述方程組，得到t時刻側擺角為θ的位置向量，將位置向量轉換為地理坐標，得到區域目標area外接矩形的地理位置。
30、進一步地，計算得到區域目標area外接矩形的位置包括：
31、區域目標area外接矩形為，
32、
33、其中，p1、p2、p3、p4分別表示區域目標area外接矩形的四個頂點的地理位置。
34、進一步地，對區域目標area外接矩形的位置進行條帶劃分包括：
35、根據區域目標area外接矩形pe，計算外接矩形的邊向量：
36、vl＝p2-p1
37、vw＝p4-p1
38、其中，p1、p2、p3、p4分別表示區域目標area外接矩形的四個頂點的地理位置；
39、劃分的條帶個數m表示為，
40、
41、其中，w＝|vw|表示外接矩形的寬度，d表示條帶寬度；
42、條帶的寬向量的單位向量為，
43、
44、條帶寬向量為，
45、ws＝dds
46、第i個條帶地心地固系的位置為，
47、
48、其中，p1i、p2i、p4i、p3i分別為，
49、p1i＝p1+iws
50、p2i＝p1i+vl
51、p4i＝p1i+1
52、p3i＝p4i+vl
53、其中，ws表示條帶寬向量，vl表示外接矩形的長邊向量。
54、進一步地，根據輸入的軌道圈次的衛星軌道數據，逐個計算條帶的可見時間窗口及側擺角包括：
55、根據輸入的一個軌道圈次的衛星軌道數據，逐個計算條帶的可見時間窗口及側擺角；
56、側擺角滿足衛星約束要求時，執行入庫記錄，計算下一個條帶的可見時間窗口及側擺角；側擺角不滿足衛星約束要求時，計算下一個軌道圈次下條帶的可見時間窗口及側擺角。
57、本專利技術還提供一種基于軌道數據的區域目標動態分解系統，該系統包括以下模塊：
58、過頂時刻集合構建模塊，被配置為根據衛星軌道和區域目標area，計算衛星對區域目標各頂點的過頂時刻集合；
59、過頂時刻和側擺角集合構建模塊，被配置為計算衛星對區域目標各頂點的過頂時刻和側擺角集合；
60、外接矩陣過頂時刻和側擺角構建模塊，被配置為根據所述衛星對區域目標各頂點的過頂時刻和側擺本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種基于軌道數據的區域目標動態分解方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的基于軌道數據的區域目標動態分解方法，其特征在于，根據衛星軌道和區域目標Area，計算衛星對區域目標各頂點的過頂時刻集合包括：
3.根據權利要求1所述的基于軌道數據的區域目標動態分解方法，其特征在于，計算衛星對區域目標各頂點的過頂時刻和側擺角集合包括：
4.根據權利要求1所述的基于軌道數據的區域目標動態分解方法，其特征在于，根據所述衛星對區域目標各頂點的過頂時刻和側擺角集合，得到區域目標Area外接矩形的四個頂點對應的衛星過頂時刻和側擺角包括：
5.根據權利要求1所述的基于軌道數據的區域目標動態分解方法，其特征在于，根據衛星軌道信息，計算衛星側擺角指向地面點的地理位置包括：
6.根據權利要求1或5所述的基于軌道數據的區域目標動態分解方法，其特征在于，計算得到區域目標Area外接矩形的位置包括：
7.根據權利要求1所述的基于軌道數據的區域目標動態分解方法，其特征在于，對區域目標Area外接矩形的位置進行條帶劃分包括：<...
【技術特征摘要】
1.一種基于軌道數據的區域目標動態分解方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的基于軌道數據的區域目標動態分解方法，其特征在于，根據衛星軌道和區域目標area，計算衛星對區域目標各頂點的過頂時刻集合包括：
3.根據權利要求1所述的基于軌道數據的區域目標動態分解方法，其特征在于，計算衛星對區域目標各頂點的過頂時刻和側擺角集合包括：
4.根據權利要求1所述的基于軌道數據的區域目標動態分解方法，其特征在于，根據所述衛星對區域目標各頂點的過頂時刻和側擺角集合，得到區域目標area外接矩形的四個頂點對應的衛星過頂時刻和側擺角包括：
5.根據權利要求1所述的基于軌道數據的區域目標動態分解...
【專利技術屬性】
技術研發人員：陳玉君，虞業濼，蔡濟濟，宋世澤，鄭倩云，羊書杰，周達，李偉，
申請(專利權)人：中國科學院微小衛星創新研究院，
類型：發明
國別省市：
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