一种基于地表模型图的星下点地表属性预报方法技术

一种基于地表模型图的星下点地表属性预报方法，属于航天器姿态控制领域，首先预装地表模型图，地表模型图采用等间隔的经度条带，每一个条带给出该条带区域内为“境内或者陆地”的地理纬度上限和下限，以简化星上地表定位算法。其次星上自主预报目标t时刻星下点的地理经度L和地理纬度δ。最后根据预装的中国境内地图进行境内或者境外的预报，根据预装的陆地地图进行陆地或者海洋的预报。本发明专利技术方法解决了存储DEM数字高程模型数据存储量较大、搜索算法对软件计算要求较高的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于地表模型图的星下点地表属性预报方法
本专利技术涉及一种基于地表模型图的星下点地表属性预报方法，属于航天器姿态控制领域，适用于有星下点属性预报要求的航天器。
技术介绍
对于地表属性的预报，尤其是陆地/海洋的预报，目前现有的方法，一般为在星上专门存储DEM数字高程模型，根据星下点高程判断是否为陆地或海洋。该方法数据存储量很大，搜索算法对软件计算要求较高，且目前的DEM数字高程模型在纬度大于80度以上没有数据，无法进行准确的地表属性的判断。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种基于地表模型图的星下点地表属性预报方法，首先预装地表模型图，地表模型图采用等间隔的经度条带，每一个条带给出该条带区域内为“境内或者陆地”的地理纬度上限和下限，以简化星上地表定位算法。其次星上自主预报目标t时刻星下点的地理经度L和地理纬度δ。最后根据预装的中国境内地图进行境内或者境外的预报，根据预装的陆地地图进行陆地或者海洋的预报。本专利技术目的通过以下技术方案予以实现：一种基于地表模型图的星下点地表属性预报方法，在卫星上用于预报星下点地表属性，包括如下步骤：S1、建立地表模型图，所述地表模型图按地理经度划分为多个经度条带；S2、根据世界陆地地图在每个经度条带的边界上标记所有陆地区域的地理纬度上限和地理纬度下限；根据中国地图在中国所在的经度条带的边界上标记中国地理纬度上限和中国地理纬度下限；S3、根据卫星的轨道，实时预报星下点坐标；利用星下点坐标在S3的经度条带范围，首先确定经度条带；然后在该经度条带内，确定星下点坐标与地理纬度上限和地理纬度下限的关系，预报星下点是处于陆地或海洋；在该经度条带内，确定星下点坐标与中国地理纬度上限和中国地理纬度下限的关系，预报星下点是否处于中国境内。上述基于地表模型图的星下点地表属性预报方法，优选的，S1中，所述地表模型图按等地理经度间隔划分为多个经度条带。上述基于地表模型图的星下点地表属性预报方法，优选的，S1中，所述地表模型图采用不超过1°作为等间隔，划分为多个经度条带。上述基于地表模型图的星下点地表属性预报方法，优选的，S3中，在某一经度条带内，确定星下点坐标与地理纬度上限和地理纬度下限的关系，预报星下点是处于陆地或海洋的方法为：将该经度条带的两个边界上的一组或多组地理纬度上限对应连接、一组或多组地理纬度下限对应连接，形成一个或多个凸多边形；当星下点坐标位于上述的任一凸多边形内，则预报星下点地表属性为陆地；在某一经度条带内，确定星下点坐标与中国地理纬度上限和中国地理纬度下限的关系，预报星下点是否处于中国境内的方法为：如果将该经度条带的两个边界上有中国地理纬度上限和中国地理纬度下限，则将一组或多组中国地理纬度上限对应连接、一组或多组中国地理纬度下限对应连接，形成一个或多个凸多边形；当星下点坐标位于上述的任一凸多边形内，则预报星下点处于中国境内。上述基于地表模型图的星下点地表属性预报方法，优选的，在地理纬度上限对应连接、地理纬度下限对应连接时，采用线性插值，形成一个或多个凸多边形；在中国地理纬度上限对应连接、中国地理纬度下限对应连接时，采用线性插值，形成一个或多个凸多边形。上述基于地表模型图的星下点地表属性预报方法，优选的，所述凸多边形为梯形。上述基于地表模型图的星下点地表属性预报方法，优选的，所述地表模型图的纬度范围覆盖北纬90°到南纬90°。上述基于地表模型图的星下点地表属性预报方法，优选的，S1中，所述地表模型图首先按等地理经度间隔划分为多个经度条带；S2中，根据世界陆地地图在每个经度条带的边界上标记所有陆地区域的地理纬度上限和地理纬度下限，将每个经度条带的两个边界上的一组或多组地理纬度上限对应连接、一组或多组地理纬度下限对应连接，形成一个或多个陆地凸多边形；根据中国地图在中国所在的经度条带的边界上标记中国地理纬度上限和中国地理纬度下限，在中国所在的每个经度条带的两个边界上，将一组或多组中国地理纬度上限对应连接、一组或多组中国地理纬度下限对应连接，形成一个或多个中国境内凸多边形；当相邻两个经度条带中陆地凸多边形数量相等且中国境内凸多边形数量相等，且该两个经度条带中的陆地凸多边形成对共用一条边，且该两个经度条带中的中国境内凸多边形成对共用一条边；每个成对的陆地凸多边形和中国境内凸多边形均包括8条边，除位于经度条带边界上的4条边，如果其余4条边分两组相交，每组相交的两条边的夹角为179°～181°，则返回S1将该相邻的两个经度条带合并为一个经度条带。上述基于地表模型图的星下点地表属性预报方法，优选的，S1中，在相邻的两个经度条带合并前，所述地表模型图采用不超过0.2°作为等间隔，划分为多个经度条带。本专利技术相比于现有技术具有如下有益效果：(1)本专利技术方法解决了存储DEM数字高程模型数据存储量较大、搜索算法对软件计算要求较高的问题；(2)本专利技术方法是一种针对星下点地表属性预报的功能提出的新方法，基于高精度的地表模型图，可以给出高精度的预报结果，大大提高了航天器的自主任务规划能力；(3)本专利技术还可以自适应调整经度条带宽度，降低地形简单区域的经度条带数量，保持地形复杂区域的经度条带数量，在提高准确性的前提下，提高了预报效率。附图说明图1为本专利技术方法的步骤流程图。图2为本专利技术方法的原理示意图。图3为本专利技术方法的验证结果示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术的实施方式作进一步详细描述。为保证高精度探测任务顺利实现，对卫星的姿态测量与控制能力均提出了较高的要求，在正常飞行过程中，对控制分系统提出了星下点地表属性预报的功能，地表属性预报功能要求预报星下点境内或者境外，陆地或者海洋。一种基于地表模型图的星下点地表属性预报方法，首先，预装地表模型图，地表模型图采用一定间隔的经度条带，每一个条带给出该条带区域内为“境内或者陆地”的地理纬度上限和下限，以简化星上地表定位算法。其次，星上自主预报目标t时刻星下点的地理经度L和地理纬度δ。最后，根据预装的中国境内地图进行境内或者境外的预报，根据预装的陆地地图进行陆地或者海洋的预报。本专利技术方法解决了存储DEM数字高程模型的数据存储量较大，搜索算法对软件计算要求较高的问题，该算法已经应用于CM-1卫星中对目标时刻星下点地表属性进行预报。一种基于地表模型图的星下点地表属性预报方法，在卫星上用于预报星下点地表属性，包括如下步骤：S1、建立地表模型图，所述地表模型图按地理经度划分为多个经度条带，经度间隔不超过1°；所述地表模型图的纬度范围覆盖北纬90°到南纬90°；S2、根据世界陆地地图在每个经度条带的边界上标记所有陆地区域的地理纬度上限和地理纬度下限；根据中国地图在中国所在的经度条带的边界上标记中国地理纬度上限和中国地理纬度下限；S3、根据卫星的轨道，实时预报星本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于地表模型图的星下点地表属性预报方法，在卫星上用于预报星下点地表属性，其特征在于，包括如下步骤：/nS1、建立地表模型图，所述地表模型图按地理经度划分为多个经度条带；/nS2、根据世界陆地地图在每个经度条带的边界上标记所有陆地区域的地理纬度上限和地理纬度下限；根据中国地图在中国所在的经度条带的边界上标记中国地理纬度上限和中国地理纬度下限；/nS3、根据卫星的轨道，实时预报星下点坐标；利用星下点坐标在S3的经度条带范围，首先确定经度条带；然后在该经度条带内，确定星下点坐标与地理纬度上限和地理纬度下限的关系，预报星下点是处于陆地或海洋；在该经度条带内，确定星下点坐标与中国地理纬度上限和中国地理纬度下限的关系，预报星下点是否处于中国境内。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于地表模型图的星下点地表属性预报方法，在卫星上用于预报星下点地表属性，其特征在于，包括如下步骤：
S1、建立地表模型图，所述地表模型图按地理经度划分为多个经度条带；
S2、根据世界陆地地图在每个经度条带的边界上标记所有陆地区域的地理纬度上限和地理纬度下限；根据中国地图在中国所在的经度条带的边界上标记中国地理纬度上限和中国地理纬度下限；
S3、根据卫星的轨道，实时预报星下点坐标；利用星下点坐标在S3的经度条带范围，首先确定经度条带；然后在该经度条带内，确定星下点坐标与地理纬度上限和地理纬度下限的关系，预报星下点是处于陆地或海洋；在该经度条带内，确定星下点坐标与中国地理纬度上限和中国地理纬度下限的关系，预报星下点是否处于中国境内。


2.根据权利要求1所述的一种基于地表模型图的星下点地表属性预报方法，其特征在于，S1中，所述地表模型图按等地理经度间隔划分为多个经度条带。


3.根据权利要求2所述的一种基于地表模型图的星下点地表属性预报方法，其特征在于，S1中，所述地表模型图采用不超过1°作为等间隔，划分为多个经度条带。


4.根据权利要求1所述的一种基于地表模型图的星下点地表属性预报方法，其特征在于，S3中，在某一经度条带内，确定星下点坐标与地理纬度上限和地理纬度下限的关系，预报星下点是处于陆地或海洋的方法为：
将该经度条带的两个边界上的一组或多组地理纬度上限对应连接、一组或多组地理纬度下限对应连接，形成一个或多个凸多边形；当星下点坐标位于上述的任一凸多边形内，则预报星下点地表属性为陆地；
在某一经度条带内，确定星下点坐标与中国地理纬度上限和中国地理纬度下限的关系，预报星下点是否处于中国境内的方法为：
如果将该经度条带的两个边界上有中国地理纬度上限和中国地理纬度下限，则将一组或多组中国地理纬度上限对应连接、一组或多组中国地理纬度下限对应连接，形成一个或多个凸多边形；当星下点坐标位于上述的任一凸多边形内，则预报星下点处于中国境内。

【专利技术属性】
技术研发人员：刘洁，黄缙，莫凡，田科丰，王淑一，周剑敏，陈超，程莉，杨晓龙，刘彤，
申请(专利权)人：北京控制工程研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11