用静态网格描述的卫星动态条带区域拆分方法技术

本发明专利技术公开了一种用静态网格描述的卫星动态条带区域拆分方法，首先根据卫星参数特性按照卫星轨迹动态生成观测条带，然后利用静态网格划分观测条带从而计算网格与观测区域的观测收益。根据卫星的特性将区域观测任务动态地划分元任务能充分考虑卫星的能力特性和观测收益，特别适合多星联合观测时用于优选调度卫星任务。而利用静态网格将观测区域划分为若干子区域，并利用这些子区域统一描述各元任务，有利于对观测任务的统一描述及处理，避免成像目标以及成像区域覆盖在规划处理上的差异，在不显著增加条带拆分计算量的前提下，动态地、快速地实现卫星观测条带拆分，便于卫星访问计算规划时对任务的统一处理。

【技术实现步骤摘要】
用静态网格描述的卫星动态条带区域拆分方法
本专利技术涉及卫星观测
，具体涉及一种用静态网格描述的卫星动态条带区域拆分方法。
技术介绍
遥感卫星执行区域观测任务时通常无法仅通过单次侦照完成，因而必须将将观测区域进行适当的条带拆分，以便实现高效的观测。区域拆分主要有：1)区域经过单景分解，转化为集合覆盖问题；2)采用预定义的参考系统分解，参考系统按照一定坐标系将全球划分为不同编号的网格，区域分解相当于“数格子”；3)将区域按卫星飞行径向和载荷幅宽分解为固定宽度的平行条带；4)将区域按卫星特性分解为不同宽度的动态条带。四种方法由简到繁，各有利弊。前两种相当于利用静态网格描述卫星观测区域，方法简单，计算量小，但是由于不契合卫星载荷特性，难以推广到多星联合观测任务中去。后两种则主要依据卫星载荷特性，尤其是第四种能充分发挥卫星的观测能力，但是相应的代价是计算复杂，面对大量多星联合观测任务时求解效率迅速下降。为此，考虑用静态网格描述卫星观测区域，并对其进行动态拆分。目前，地理格网的划分方法主要有两类：基于实际地理距离的划分方法和基于经纬度的划分方法。基于实际地理距离的划分方法需要通过计算才能明确每个网格单元四角点的经纬度值，且计算得到的经纬度值不是整数值，不方便使用，计算过程中精确度也有损失。同时，地球椭球面曲率造成n×n公里网格单元并不是正方形的而是梯形的，相邻网格之间有三角形缝隙，对这些大小不一的缝隙进行管理使这种格网划分方法变得复杂。此外，由于地球椭球面曲率的原因，在地球椭球面上，低纬度地区1°经度对应的距离比高纬度地区1°经度对应的距离要长，导致网格单元大小不统一，不方便管理和使用。而基于经纬度对地球椭球面进行网格划分，每个网格单元四角点的经纬度值是确定的，网格单元之间没有缝隙，网格单元大小统一，使用方便。并且由于直接使用经纬度作为网格划分的量度单位，可避免基于距离获取网格单元四角点的经纬度值的计算开销。因此，亟需要一种能够实现卫星联合观测快速任务规划的区域条带拆分需求的用静态网格描述的卫星动态条带区域拆分方法。
技术实现思路
技术问题有鉴于此，本专利技术实施例提供用静态网格描述的卫星动态条带区域拆分方法，能够满足实现卫星联合观测快速任务规划的区域条带拆分需求，在不显著增加条带拆分计算量的前提下，动态地、快速地实现卫星观测条带拆分，从而最终满足卫星观测，尤其是多类型卫星联合观测的需求。根据本专利技术的一个方面，公开了一种用静态网格描述的卫星动态条带区域拆分方法，该方法包括如下步骤：根据卫星参数特性按照卫星轨迹动态生成观测条带；利用静态网格划分观测条带；计算网格与观测区域的观测收益。在其中一个实施例中，所述利用静态网格划分描述观测条带的步骤，具体包括如下步骤：根据卫星载荷观测幅宽，根据成像任务区域大小，设置基准网格长度；基于经纬度将全球分层级划分网格；根据预定编码规则对网格进行编码获得编码网格。在其中一个实施例中，所述编码网格为以有层级的编码形式描述经纬度的编码网格。在其中一个实施例中，所述网格移格性质为沿纬线圈或沿经线圈的编码递变或微调性质。在其中一个实施例中，所述计算网格与观测区域的观测收益的步骤，包括如下步骤：根据卫星运行轨迹，针对每个卫星分别获取条带元任务；记录条带元任务要素；计算所述元任务的观测收益；将各条带元任务形成的所有编码网格进行最大化组合。在其中一个实施例中，所述计算网格与观测区域的观测收益的步骤，还包括获取同一卫星的预定数目的轨道条带的步骤。在其中一个实施例中，所述条带元任务要素包括卫星标识、子任务标识、时间窗口、侧摆角、元任务包含的网格编码中的一种或多种。在其中一个实施例中，所述观测收益为元任务的覆盖性，所述计算所述元任务的覆盖性的步骤为按照预定判断准则，计算所述编码网格与观测区域的覆盖率。在其中一个实施例中，所述预定判断准则包括如下步骤：判断所述编码网格的四个角点的坐标是否属于观测区域；如果所述编码网格的四个角点中至少有一个角点的坐标属于所述观测区域，则所述编码网格覆盖所述观测区域；进一步，如果四个角点的坐标均属于所述观测区域，则所述编码网格完全覆盖所述观测区域；如果所述编码网格的四个角点均不属于观测区域，则进一步判断编码网格的四条边是否穿过观测区域；如果存在编码网格的某一条边穿过观测区域，则所述编码网格覆盖所述观测区域；如果编码网格的四条边均不穿过观测区域，则进一步判断观测区域中的任意一点是否在编码网格的四个角点的坐标包含的范围内；如果观测区域中的任意一点在编码网格的四个角点的坐标包含的范围内，则所述编码网格覆盖所述观测区域。采用上述技术方案，本专利技术至少可取得下述技术效果：本专利技术一种用静态网格描述的卫星动态条带区域拆分方法，首先根据卫星参数特性按照卫星轨迹动态生成观测条带，然后利用静态网格划分观测条带从而计算网格与观测区域的覆盖率。根据卫星的特性将区域观测任务动态地划分元任务能充分考虑卫星的能力特性和观测收益，特别适合多星联合观测时用于优选调度卫星任务。而利用静态网格将观测区域划分为若干子区域，并利用这些子区域统一描述各元任务，有利于对观测任务的统一描述及处理，避免成像目标以及成像区域覆盖在规划处理上的差异，在不显著增加条带拆分计算量的前提下，动态地、快速地实现卫星观测条带拆分，便于卫星访问计算规划时对任务的统一处理。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对本专利技术实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本专利技术实施例的内容和这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术一实施例用静态网格描述的卫星动态条带区域拆分方法流程图；图2是图1所示实施例步骤S140的流程图；图3是图1所示实施例步骤S160的流程图；图4是本专利技术另一实施例编码网格对观测区域的覆盖性的方法流程图；图5是本专利技术一实施例的记录观测区域角点网络编码的示意图；图6是本专利技术一实施例的逐步移位检索曲边梯形纵边的示意图；图7是本专利技术一实施例的逐行扫描判断编码网格对区域的覆盖性的示意图；图8是本专利技术一实施例的观测区域的网格编码表示示意图；图9是本专利技术一实施例的某卫星的极限观测窗口示意图；图10是本专利技术一实施例的某卫星的元任务示意图。贯穿附图，应该注意的是，相似的标号用于描绘相同或相似的元件、特征和结构。具体实施方式提供以下参照附图的描述来帮助全面理解由权利要求及其等同物限定的本公开的各种实施例。以下描述包括帮助理解的各种具体细节，但是这些细节将被视为仅是示例性的。因此，本领域普通技术人员将认识到，在不脱离本公开的范围和精神的情况下，可对本文所述的各种实施例进行各种改变和修改。另外，为了清晰和简洁，公知功能和构造的描述可被省略。以下描述和权利要求书中所使用的术语和词汇不限于文献含义，而是仅由专利技术人用来使本公开能够被清晰和一致地理解。因此，对于本领域技术人员而言应该明显的是，提供以下对本公开的各种实施例的描述仅是为了示例性目的，而非限制由所附权利要求及其等同物限定的本公开的目的。应该理解，除非上下文明确另外指示，否则单数形式也包括复数指代。因此，例如，对“组件表面”的引用包括对一个或更多个这样的表面的引本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用静态网格描述的卫星动态条带区域拆分方法，其特征在于，包括如下步骤：根据卫星参数特性按照卫星轨迹动态生成观测条带；利用静态网格划分观测条带；计算网格与观测区域的观测收益。

【技术特征摘要】
1.一种用静态网格描述的卫星动态条带区域拆分方法，其特征在于，包括如下步骤：根据卫星参数特性按照卫星轨迹动态生成观测条带；利用静态网格划分观测条带；计算网格与观测区域的观测收益。2.如权利要求1所述的用静态网格描述的卫星动态条带区域拆分方法，其特征在于，所述利用静态网格划分描述观测条带的步骤，具体包括如下步骤：根据卫星载荷观测幅宽，根据成像任务区域大小，设置基准网格长度；基于经纬度将全球分层级划分网格；根据预定编码规则对网格进行编码获得编码网格。3.如权利要求2所述的用静态网格描述的卫星动态条带区域拆分方法，其特征在于，所述编码网格为以有层级的编码形式描述经纬度的编码网格。4.如权利要求2所述的用静态网格描述的卫星动态条带区域拆分方法，其特征在于，所述网格移格性质为沿纬线圈或沿经线圈的编码递变或微调性质。5.如权利要求2所述的用静态网格描述的卫星动态条带区域拆分方法，其特征在于，所述计算网格与观测区域的观测收益的步骤，包括如下步骤：根据卫星运行轨迹，针对每个卫星分别获取条带元任务；记录条带元任务要素；计算所述元任务的观测收益；将各条带元任务形成的所有编码网格进行最大化组合。6.如权利要求5所述的用静态网格描述的卫星动态条带区域拆分方法，其特征在于，所述计算网格与观测区域的观测收益的步骤，还包括获...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗冠辰，齐昕浒，任霁辉，刘辰龙，高越，
申请(专利权)人：航天恒星科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11