[发明专利]一种高轨道卫星区域目标观测规划方法、系统及装置

说明书

本发明提供了一种高轨道卫星区域目标观测规划方法、系统及装置，涉及卫星观测技术领域，方法主要包括：获取区域目标的特征向量，构建外接矩形，确定划分边界；基于所述划分边界及区域目标的观测需求，进行面阵分割或线阵分割：所述面阵分割得到面阵网格向量及矩阵索引；所述线阵分割得到线阵条格向量及条格列表；针对所述面阵分割或所述线阵分割，分别进行面阵任务调度或线阵任务调度。本方案针对不同的观测需求，将待观测的区域目标按照面阵分割或线阵分割两种方式分别进行划分，并分别进行启发式任务调度，为高轨道卫星区域目标观测规划提供了有力保障，从而提高了观测效率及质量。

技术领域

本发明涉及卫星观测技术领域，尤其是涉及一种高轨道卫星区域目标观测规划方法、系统及装置。

背景技术

对地观测卫星(Earth Observation Satellites，EOSs)是一种能够根据不同观测需求获取地球表面特定区域图像的卫星。由于其具有运行稳定、观测覆盖范围广、单位覆盖成本较低等特性，对地观测卫星已经在环境保护、灾害防控、农业生产、海洋开发以及气象预报等许多领域发挥着不可替代的作用。

卫星观测目标可分为点目标和区域目标：点目标是指可以被单颗卫星传感器一次性观测覆盖的目标；区域目标是指需要进行划分并由多颗卫星或单颗卫星多次访问而完成观测覆盖的目标。

高轨道卫星又称地球同步轨道卫星，其轨道高度约为36000km，轨道周期约为24h，单颗卫星可以覆盖地球表面的三分之一。在高轨道卫星视场内的所有目标可见时间窗均为24小时，所以高轨道卫星是对同一目标进行重访以及对大区域目标进行成像观测的理想选择。与低轨道卫星在经过观测目标时使用机载相机扫过条带来覆盖目标不同，高轨道卫星在观测时通过精准控制探测器姿态和偏转角度来对准目标。由于目标的经纬度差异，高轨道卫星需要不断调整探测器的姿态和偏转角来完成任务。

目前，高轨道卫星对区域目标进行观测时往往采用人工规划路径，很难快速、高效地规划出最优路径，而且针对观测目标的不同需求，致使高轨道卫星的观测效率及质量亟待提升。所以，如何使高轨道卫星对地面区域目标进行高效观测成为业内急需研究解决的一大课题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高轨道卫星区域目标观测规划方法、系统及装置，以解决现有技术中存在的至少一种上述技术问题。

第一方面，为解决上述技术问题，本发明提供的针对高轨道卫星的区域成像方法，包括如下步骤：

步骤1、获取区域目标的特征向量，构建外接矩形，确定划分边界；

步骤2、基于所述划分边界及区域目标的观测需求，进行面阵分割或线阵分割：所述面阵分割得到面阵网格向量及矩阵索引；所述线阵分割得到线阵条格向量及条格列表；

步骤3、针对所述面阵分割或所述线阵分割，分别进行面阵任务调度或线阵任务调度。

通过上述步骤，可以根据不同待观测区域目标的观测需求，将区域目标进行针对性分割，并快速规划出优选的观测路径，从而提升了高轨道卫星的观测效率及观测质量。

在一种可行的实施例中，所述划分边界包括由区域目标顶点的经度最大值、经度最小值、纬度最大值及纬度最小值所围矩形的坐标向量。

在一种可行的实施例中，所述面阵网格向量或线阵条格向量包括中心点坐标向量及四个顶点坐标向量，这样可以简化数据量，提升计算机存储利用率。

在一种可行的实施例中，所述矩阵索引通过二维列表定位网格，用于实现快速定位及检索。

在一种可行的实施例中，所述步骤2中面阵分割的具体步骤包括：

步骤2101、基于划分边界的顶点信息，对区域经纬度进行排序，得到经纬度向量，具体包括：区域最大经度、区域最小经度、区域最大纬度及区域最小纬度；