[发明专利]一种地球临边交界面的像素空间表达方法

说明书

本申请涉及卫星下视技术领域，特别涉及一种地球临边交界面的像素空间表达方法。方法包括：计算卫星传感器像素顶点的观测视线与地球表面的交点，并取靠近卫星的交点作为第一交点；基于第一交点的个数，判断像素是否为边界像素；计算边界像素中落入地球临边的像素顶点的观测视线与大气的第一切点；计算边界像素的边界与地球边界的第二交点；基于第一交点、第一切点和第二交点的经纬度，确定边界像素中的地球背景面积与地球临边背景面积；确定地球背景面积与地球临边背景面积内的能量，作为仿真模型的输入。本申请提供的像素空间表达方法包含了更丰富的地表信息，由此确定的边界像素能量更接近实际能量，将该能量作为仿真模型的输入，仿真精度高。

技术领域

本申请涉及卫星下视技术领域，特别涉及一种地球临边交界面的像素空间表达方法。

背景技术

在进行卫星下视探测地球红外图像的仿真过程中，需要将卫星传感器探测区域内的能量输入仿真模型。

现有技术中，当探测区域同时包括地球背景和地球临边背景时，一般将地球与临边交界面处传感器像素对应的探测区域默认为地球背景或者地球临边背景，并且将地球背景能量或者地球临边背景能量作为该探测区域内的能量，作为仿真模型的输入。这种方法探测区域划分不够精确，容易导致地球临边交界面处探测到的图像模糊、辐射亮度和仿真精度差等问题。

因此，目前亟待需要一种地球临边交界面的像素空间表达方法来解决上述问题。

发明内容

本申请提供了一种地球临边交界面的像素空间表达方法，能够计算边界像素中的地球背景面积和地球临边背景面积，提高卫星下视地球仿真模型的精度。

本申请实施例提供了一种地球临边交界面的像素空间表达方法，包括：

计算卫星传感器像素顶点的观测视线与地球表面的交点，并取所述交点中靠近所述卫星的交点作为第一交点；

基于所述第一交点的个数，判断所述像素是否为边界像素；

计算所述边界像素中落入地球临边的像素顶点的观测视线与大气的第一切点；

计算所述边界像素的边界与所述地球边界的第二交点；

基于所述第一交点、所述第一切点和所述第二交点的经纬度，确定所述边界像素中的地球背景面积与地球临边背景面积；

确定所述地球背景面积与所述地球临边背景面积内的能量，并将所述能量作为仿真模型的输入。

在一种可能的设计中，所述计算卫星传感器像素顶点的观测视线与地球表面的交点，包括：

建立卫星的传感器探测视场中像素顶点的观测视线的直线方程；

联立所述直线方程和地球椭球体方程，求解所述观测视线与地球表面的交点。

在一种可能的设计中，所述建立卫星的传感器探测视场中像素顶点的观测视线的直线方程，包括：

基于卫星的质心S点和地心的质心O点，确定卫星的星下点F点；

基于所述O点和卫星的侧摆角确定卫星传感器的中心在地球表面上的投影P点；

基于所述S点和所述F点的连线，确定地心固定坐标系下的卫星位置矢量

基于所述S点和传感器的半视场角α，确定卫星传感器的观测矢量

设[x，y，z]^T是地心固定坐标系下观测视线上任意点的坐标，确定传感器观测视线的直线方程为：

在一种可能的设计中，所述基于所述第一交点的个数，判断所述像素是否为边界像素，包括：