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摘要:本发明涉及敏捷成像卫星面阵沿边界观测规划方法,包括:S1、基于卫星成像幅宽,对地面区域边界曲线进行离散,生成沿边界观测点集;S2、考虑载荷视场、地面仰角、太阳高度角等约束,计算卫星成像载荷对各沿边界观测点的可见窗口;S3、安排面阵成像任务,生成卫星姿态机动和载荷开关机工作序列。本发明,通过对地面区域边界离散化,计算各沿边界观测点的可见窗口,安排面阵成像任务,生成卫星姿态机动和载荷开关机工作序列,可有效支持敏捷成像卫星对地面区域边界的连续成像探测。
主权项:1.一种敏捷成像卫星面阵沿边界观测规划方法,其特征在于,包括:S1、基于卫星成像幅宽,对地面区域边界曲线进行离散,生成沿边界观测点集;S2、根据约束条件,计算卫星成像载荷对所述沿边界观测点集中各沿边界观测点的可见窗口;S3、安排面阵成像任务,生成卫星姿态机动和载荷开关机工作序列;所述S2具体包括:预报卫星轨道,在规划起止时间内,根据载荷视场、地面仰角、太阳高度角三种约束条件,计算卫星成像载荷对各所述沿边界观测点的可见窗口;所述S2中,载荷视场约束条件计算具体为:所述沿边界观测点在所述载荷的视场内约束条件的判定函数为:ft=atanRxRz-θhgt=atanRyRz-θv其中,R为轨道坐标系下卫星到所述沿边界观测点的方向矢量,θh为沿卫星速度方向载荷视场半角,θv为垂直卫星速度方向载荷视场半角;所述S2中,地面仰角约束条件计算具体为:所述沿边界观测点对卫星仰角约束条件的判定函数为:ft=θ0-asinRz上方中,Rz为在站心东北天坐标系下卫星归一化位置矢量,θ0为最小仰角;所述S2中,太阳高度角约束条件计算具体为:所述沿边界观测点的太阳高度角约束条件的判定函数为:ft=θs0-asinRsz上方中,Rsz为在站心东北天坐标系下地球到太阳归一化矢量,θs0为最小太阳高度角;所述S3具体包括:S31、生成敏捷成像元任务;S32、规划成像任务;S33、计算卫星成像姿态;所述S31具体包括:以载荷单次成像时长为粒度,遍历所述载荷对各所述沿边界观测点的可见窗口,和遍历所述载荷对单个所述沿边界观测点的所有可见窗口,若有可见窗口的长度小于所述粒度则丢弃此可见窗口,否则拆分此可见窗口生成多个成像元任务并放入元任务序列;所述S32具体包括:按开机时间顺序遍历各所述沿边界观测点,并遍历每个所述沿边界观测点的成像元任务,根据所述成像元任务,判断该元任务是否满足姿态机动时长、开机准备时长、数据处理时长约束条件,若是则继续安排卫星姿态机动起止时间和载荷开关机时间,若否则继续判断下一个成像元任务;所述S33具体包括:遍历卫星载荷开关机工作序列,计算卫星载荷开机时刻卫星地惯系位置速度对应边界观测点地固系直角坐标,并将边界观测点地固系直角坐标转换为地惯系直角坐标,计算地惯系中卫星到边界观测点的方向矢量,并将方向矢量转换到轨道坐标系,计算卫星滚转角、俯仰角更新卫星姿态机动序列。
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