CN111639423B - 遥感卫星对地覆盖观测的方法及存储介质及设备 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种遥感卫星对地覆盖观测的方法，本申请中将全球表面均分为网格，网格的精度可调，避免网格划分过粗精度不够，划分过细占用大量计算资源的问题。并且相较于现有技术中对每一个时间步长的载荷光轴指向都进行判断，本申请中，只在当前载荷的星下点位于待观测目标区域的最大包络矩形范围内时，才调用覆盖判断算法对待观测目标区域进行观测，从而大幅节省计算机的算力资源。
Description
技术领域
本申请涉及卫星对地观测技术领域，尤其涉及一种遥感卫星对地覆盖观测的方法及存储介质及设备。
背景技术
现有技术中，遥感卫星对地覆盖观测方法采用网格技术，将全球划分为若干网格。当遥感卫星对某目标区域进行观测时，需要将当前时刻载荷的光轴(波束)指向，与网格点进行匹配，以判断载荷扫描过的区域是否覆盖了待观测目标区域内的网格点。但是这种方法在实施时，需要对每一个时间步长的载荷光轴指向都进行判断，相当于对全球所有的网格点都进行判断计算，极大的占用了计算机的算力资源。
发明内容
为至少在一定程度上克服相关技术中存在的问题，本申请提供一种遥感卫星对地覆盖观测的方法及存储介质及设备。
本申请的方案如下：
根据本申请实施例的第一方面，提供一种遥感卫星对地覆盖观测的方法，其特征在于，包括：
将全球表面均分为网格，所述网格的精度可调；
确定待观测目标区域的边界点，建立所述待观测目标区域的最大包络矩形；
判断当前载荷的星下点是否位于所述最大包络矩形范围内；
若所述当前载荷的星下点位于所述最大包络矩形范围内，对所述待观测目标区域调用覆盖判断算法，得到被覆盖的网格点的信息，并记录所述网格点被覆盖的时间和次数信息；
若所述当前载荷的星下点未位于所述最大包络矩形范围内，则将所述待观测目标区域进行排除。
优选的，在本申请一种可实现的方式中，所述将全球表面均分为网格，具体包括：
设网格精度为n°，将全球表面均分为(360/n)*(180/n)个网格。
优选的，在本申请一种可实现的方式中，所述网格精度范围为0.1°-1°。
优选的，在本申请一种可实现的方式中，所述确定待观测目标区域的边界点，建立所述待观测目标区域的最大包络矩形，具体包括：
确定所述待观测目标区域的边界点经纬度坐标；
取最大经度、最大纬度、最小经度、最小纬度四个数值，组成两个点D1(最大经度，最大纬度)和D2(最小经度，最小纬度)；
以所述D1点和所述D2点作为顶点，建立所述待观测目标区域的最大包络矩形。
优选的，在本申请一种可实现的方式中，所述判断当前载荷的星下点是否位于所述最大包络矩形范围内，具体包括：
获取所述当前载荷的星下点的经纬度坐标X(经度，纬度)；
判断所述当前载荷的星下点的经纬度坐标X(经度，纬度)是否同时满足
若满足，则确定所述当前载荷的星下点位于所述最大包络矩形范围内；
若不满足，则确定为所述当前载荷的星下点未位于所述最大包络矩形范围内。
优选的，在本申请一种可实现的方式中，所述对所述待观测目标区域调用覆盖判断算法，得到被覆盖的网格点的信息，具体包括：
使载荷对待观测目标区域进行扫描成像；
将几何中心在描成像区域内的网格点确定为被覆盖的网格点。
优选的，在本申请一种可实现的方式中，还包括：
通过预设的算法对所述载荷的覆盖性能指标进行解算；所述预设的算法至少包括：解析法或数值法。
优选的，在本申请一种可实现的方式中，所述确定所述当前载荷的星下点位于所述最大包络矩形范围内，具体包括：
确定所述当前载荷的星下点接近或位于所述待观测目标区域。
根据本申请实施例的第二方面，提供一种存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现如以上任一项所述的遥感卫星对地覆盖观测的方法。
根据本申请实施例的第三方面，提供一种遥感卫星对地覆盖观测的设备，其特征在于，包括：
处理器和存储器，所述处理器与存储器通过通信总线相连接：
其中，所述处理器，用于调用并执行所述存储器中存储的程序；
所述存储器，用于存储程序，所述程序至少用于执行以上任一项所述的遥感卫星对地覆盖观测的方法。
本申请提供的技术方案可以包括以下有益效果：本申请中，将全球表面均分为网格，网格的精度可调，避免网格划分过粗精度不够，划分过细占用大量计算资源的问题。确定待观测目标区域的边界点，建立待观测目标区域的最大包络矩形，判断当前载荷的星下点是否位于最大包络矩形范围内，由于最大包络矩形是根据待观测目标区域建立的，若当前载荷的星下点位于最大包络矩形范围内，则说明当前载荷可以观测到待观测目标区域，对待观测目标区域调用覆盖判断算法，得到被覆盖的网格点的信息，并记录网格点被覆盖的时间和次数信息。若当前载荷的星下点未位于最大包络矩形范围内，则说明当前载荷不能观测到待观测目标区域，则将待观测目标区域进行排除，不调用覆盖判断算法。相较于现有技术中对每一个时间步长的载荷光轴指向都进行判断，本申请中，只在当前载荷的星下点位于待观测目标区域的最大包络矩形范围内时，才调用覆盖判断算法对待观测目标区域进行观测，从而大幅节省计算机的算力资源。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
图1是本申请一个实施例提供的遥感卫星对地覆盖观测的方法的流程示意图；
图2是本申请一个实施例提供的遥感卫星对地覆盖观测的设备的结构示意图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。
图1是本申请一个实施例提供的遥感卫星对地覆盖观测的方法的流程示意图，参照图1，一种遥感卫星对地覆盖观测的方法，包括：
S11：将全球表面均分为网格，网格的精度可调；
可以采用网络技术，将全球划分为虚拟网格，该技术是一种已经成熟的现有技术，应用于传统的对地覆盖算法。
本实施例中，网格的精度可调。
将全球表面均分为网格，具体包括：
设网格精度为n°，将全球表面均分为(360/n)*(180/n)个网格。
例如，网格精度为1°，则全球可划分为360×180＝64800个网格。1°×1°的网格面积在地球表面约为10000平方公里。这对于大多数的探测任务来说是不满足要求的。如果精度设置为0.1°×0.1°，分辨率可达到100平方公里，但网格数激增为6480000，为后续的计算带来极大压力。
优选地，网格精度范围为0.1°-1°。为了避免网格划分过粗精度不够，划分过细占用大量计算资源的问题，网格精度可以但不限于确定为0.5°。
S12：确定待观测目标区域的边界点，建立待观测目标区域的最大包络矩形；
具体包括：确定待观测目标区域的边界点经纬度坐标；
取最大经度、最大纬度、最小经度、最小纬度四个数值，组成两个点D1(最大经度，最大纬度)和D2(最小经度，最小纬度)；
以D1点和D2点作为顶点，建立待观测目标区域的最大包络矩形。
由于待观测目标区域可能是不规则图形，为了方便对待观测目标区域进行观测，可将待观测目标区域等效为一个矩形，且该矩形可以包含目标区域。
S13：判断当前载荷的星下点是否位于最大包络矩形范围内；
载荷是指卫星的探测设备，可以理解为卫星的相机。
星下点是地球中心与卫星的连线在地球表面上的交点，用地理经、纬度表示。卫星正下方的地面点称为星下点。星下点是确定卫星位置的基础。
判断当前载荷的星下点是否位于最大包络矩形范围内，具体包括：
获取当前载荷的星下点的经纬度坐标X(经度，纬度)；
判断当前载荷的星下点的经纬度坐标X(经度，纬度)是否同时满足
若满足，则确定当前载荷的星下点位于最大包络矩形范围内；
若不满足，则确定为当前载荷的星下点未位于最大包络矩形范围内。
需要注意的是，本实施例中，当前载荷的星下点的经纬度坐标X(经度，纬度)必须同时满足
才能确定当前载荷的星下点位于最大包络矩形范围内。
若仅满足一项，同样确定为当前载荷的星下点未位于最大包络矩形范围内。
进一步，确定当前载荷的星下点位于最大包络矩形范围内，具体包括：
确定当前载荷的星下点接近或位于待观测目标区域。
当前载荷的星下点位于最大包络矩形范围内不表示载荷的星下点位于一定位于待观测目标区域内，也可能载荷的星下点位于待观测目标区域外，最大包络矩形内，最大包络矩形的范围不等同于待观测目标区域的范围。
S14：若当前载荷的星下点位于最大包络矩形范围内，对待观测目标区域调用覆盖判断算法，得到被覆盖的网格点的信息，并记录网格点被覆盖的时间和次数信息；
对待观测目标区域调用覆盖判断算法，得到被覆盖的网格点的信息，具体包括：
使载荷对待观测目标区域进行扫描成像；
将几何中心在描成像区域内的网格点确定为被覆盖的网格点。
每个网格点有一个几何中心，在卫星的一次扫描成像中，哪个网格点的中心在卫星扫描成像区域内，哪个网格点就被覆盖。此时记录全部被覆盖的网格点的被覆盖的时间、次数信息。
S15：若当前载荷的星下点未位于最大包络矩形范围内，则将待观测目标区域进行排除。
若当前载荷的星下点未位于最大包络矩形范围内，则说明距离当前载荷的覆盖范围距离待观测目标区域较远，此时就不需要调用覆盖判断算法。
本实施例中，将全球表面均分为网格，网格的精度可调，避免网格划分过粗精度不够，划分过细占用大量计算资源的问题。确定待观测目标区域的边界点，建立待观测目标区域的最大包络矩形，判断当前载荷的星下点是否位于最大包络矩形范围内，由于最大包络矩形是根据待观测目标区域建立的，若当前载荷的星下点位于最大包络矩形范围内，则说明当前载荷可以观测到待观测目标区域，对待观测目标区域调用覆盖判断算法，得到被覆盖的网格点的信息，并记录网格点被覆盖的时间和次数信息。若当前载荷的星下点未位于最大包络矩形范围内，则说明当前载荷不能观测到待观测目标区域，则将待观测目标区域进行排除，不调用覆盖判断算法。相较于现有技术中对每一个时间步长的载荷光轴指向都进行判断，本申请中，只在当前载荷的星下点位于待观测目标区域的最大包络矩形范围内时，才调用覆盖判断算法对待观测目标区域进行观测，从而大幅节省计算机的算力资源。
一些实施例中的遥感卫星对地覆盖观测的方法，还包括：
通过预设的算法对载荷的覆盖性能指标进行解算；预设的算法至少包括：解析法或数值法。
要准确获取卫星系统的覆盖性能,就需要对覆盖性能指标进行解算,解算方法目前有解析法和数值法两种。解析法的优点是提供了一种计算地面覆盖的简捷方法,对于单颗卫星来说,解析法可以简单地给出其地面覆盖情况。但这种方法受到许多限制,很难将一颗或多颗卫星覆盖区发生重叠的情况考虑在内,因此解析方法不能提供完整的地面覆盖信息,不容易估计覆盖的统计特性,而且计算精度也有限。数值法与解析法正相反,其计算精度高,可以适用于任意类型轨道,任意复杂的传感器覆盖形状。但数值仿真法计算量大,需要的计算机资源多,在早期应用受到了很大限制。随着计算机技术的发展,和复杂卫星系统覆盖性能求解的需要,数值仿真方法越来越受到人们的重视,因其精度高,适用范围广,通用性强,目前已经成为航天工程界求解覆盖特性最为主要的方法。
一种存储介质，存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，实现如以上任一实施例中的遥感卫星对地覆盖观测的方法。
一种遥感卫星对地覆盖观测的设备，参照图2，包括：
处理器21和存储器22，处理器21与存储器22通过通信总线相连接：
其中，处理器21，用于调用并执行存储器22中存储的程序；
存储器22，用于存储程序，程序至少用于执行以上任一实施例中的遥感卫星对地覆盖观测的方法。
可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。
需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (9)
1.一种遥感卫星对地覆盖观测的方法，其特征在于，包括：
将全球表面均分为网格，所述网格的精度可调；
确定待观测目标区域的边界点，建立所述待观测目标区域的最大包络矩形；
判断当前载荷的星下点是否位于所述最大包络矩形范围内；
若所述当前载荷的星下点位于所述最大包络矩形范围内，对所述待观测目标区域调用覆盖判断算法，得到被覆盖的网格点的信息，并记录所述网格点被覆盖的时间和次数信息；
若所述当前载荷的星下点未位于所述最大包络矩形范围内，则将所述待观测目标区域进行排除；
所述确定待观测目标区域的边界点，建立所述待观测目标区域的最大包络矩形，具体包括：
确定所述待观测目标区域的边界点经纬度坐标；
取最大经度、最大纬度、最小经度、最小纬度四个数值，组成两个点D1和D2；所述D1点由最大经度和最大纬度组成，所述D2点由最小经度和最小纬度组成；
以所述D1点和所述D2点作为顶点，建立所述待观测目标区域的最大包络矩形。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将全球表面均分为网格，具体包括：
设网格精度为n°，将全球表面均分为多个网格，网格数量为和/>的乘积。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述网格精度范围为0.1°-1°。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述判断当前载荷的星下点是否位于所述最大包络矩形范围内，具体包括：
获取所述当前载荷的星下点的经纬度坐标X；
判断所述当前载荷的星下点的经纬度坐标X是否同时满足
若满足，则确定所述当前载荷的星下点位于所述最大包络矩形范围内；
若不满足，则确定为所述当前载荷的星下点未位于所述最大包络矩形范围内。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述待观测目标区域调用覆盖判断算法，得到被覆盖的网格点的信息，具体包括：
使载荷对待观测目标区域进行扫描成像；
将几何中心在描成像区域内的网格点确定为被覆盖的网格点。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
通过预设的算法对所述载荷的覆盖性能指标进行解算；所述预设的算法至少包括：解析法或数值法。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述确定所述当前载荷的星下点位于所述最大包络矩形范围内，具体包括：
确定所述当前载荷的星下点接近或位于所述待观测目标区域。
8.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现如权利要求1-7任一项所述的遥感卫星对地覆盖观测的方法。
9.一种遥感卫星对地覆盖观测的设备，其特征在于，包括：
处理器和存储器，所述处理器与存储器通过通信总线相连接：
其中，所述处理器，用于调用并执行所述存储器中存储的程序；
所述存储器，用于存储程序，所述程序至少用于执行权利要求1-7任一项所述的遥感卫星对地覆盖观测的方法。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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