CN113703009A - 一种卫星探测海上目标能力评估系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种卫星探测海上目标能力评估方法及系统，其中方法包括基于卫星轨道模型、卫星的传感器幅宽以及目标的真实航迹信息计算卫星过顶海上目标值及过顶时间，并生成过顶窗口集群；根据气象、时间、星载传感器模型、海上目标条件，基于过顶时间窗口集群计算卫星对海上目标发现能力，生成卫星发现窗口；计算卫星对海上目标识别能力，计算出卫星识别窗口；以及评估卫星探测海上目标能力。本发明通过计算发现窗口、识别窗口，组合成跟踪窗口，基于跟踪窗口计算卫星探测海上目标能力。通过本发明，使得卫星群对海上目标探测能力评估准确性得到有效提升，提高了仿真过程中卫星的探测效率，为不同的卫星探测策略提供精确的量化决策手段。

Description

一种卫星探测海上目标能力评估系统及方法

技术领域

本发明涉及卫星模拟技术领域，具体涉及一种卫星探测海上目标能力评估系统及方法。

背景技术

近年来，随着卫星资源的日益丰富，传感器器件性能的不断提高，对卫星探测海上目标能力评估的需求愈加迫切，然而卫星探测海上目标过程是非常复杂的，可见光和合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar)，简称SAR)等不同传感器、不同目标的目标特性、不同的气象条件导致不同卫星探测海上目标效能差别很大。

当前采用卫星工具包(Systems Tool Kit，简称STK)轨道过顶模型计算卫星探测目标能力并不适合实际现状，导致计算效果远远大于实际能力。并且，采用常规的拟合优度计算卫星探测目标能力，导致计算能力小于实际卫星探测目标能力，为解决实际处理方法与卫星探测目标能力不匹配的问题，亟需一种卫星探测海上目标能力评估系统及方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种卫星探测海上目标能力评估系统及方法，用以解决现有实际处理方法与卫星探测目标能力不匹配的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种一种卫星探测海上目标能力评估方法，包括：基于卫星轨道模型、卫星的传感器幅宽以及目标的真实航迹信息计算卫星过顶海上目标值及过顶时间，并生成过顶窗口集群 W_g＝[T₁，T₂...T_g]；根据气象、时间、星载传感器模型、海上目标条件，基于过顶时间窗口集群计算卫星对海上目标发现能力，生成卫星发现窗口集群W_f＝[T₁，T₂...T_f]；计算卫星对海上目标识别能力，计算出卫星识别窗口集群W_s＝[T₁，T₂...T_s]；以及评估卫星探测海上目标能力，针对多卫星的探测问题，可针对每颗卫星重复以上步骤，分别得出所有卫星的发现窗口集群和识别窗口集群，合并多卫星的时间窗口，得出n颗卫星的发现窗口集群

和识别窗口集群

最后将识别窗口的第一个窗口作为探测起始时间，按照时序排列成跟踪窗口集群

跟踪窗口时间段内对应生成的船舶航迹与真实航迹近似，则判定在这些时间窗口内卫星具备探测海上目标的能力。

进一步的，所述生成过顶窗口集群的步骤包括：将海上目标的真实航迹信息、目标的目标特性参数，卫星群轨道根数输入到卫星过顶模型，输出为过顶时间窗口集群W_g＝[T₁，T₂...T_g]。

进一步的，所述卫星过顶模型具体为：据体力学中的二体运动理论，卫星的运动轨道由6个轨道要素表示，确定了卫星的6个轨道要素，卫星在惯性空间中的运动为已知的，再由惯性坐标系与地球固连坐标系的转换关系，可求出航天器相对地球的运动状态，这六个轨道要素为半长轴(a)、偏心率(e)、轨道倾角(i)、近地点幅角(ω)、升交点赤经(Ω) 和过近地点时刻(t)，根据国际通用的两行星历数据格式，分析建立卫星轨道模型。

进一步的，所述生成卫星发现窗口的步骤包括：针对每个多顶窗口时间段逐个进行判断，最后返回布尔值，将布尔值为True的组合为发现窗口，筛选计算后生成卫星发现窗口集群W_f＝[T₁，T₂...T_f]。

进一步的，所述计算卫星识别窗口的步骤包括：根据船舶目标尺寸和卫星传感器分辨率的关系，判断卫星是否识别该船舶，最后计算出卫星识别窗口集群W_s＝[T₁，T₂...T_s]。

进一步的，所述评估卫星探测海上目标能力的步骤包括：分别得出所有卫星的发现窗口和识别窗口，合并多卫星的时间窗口，如果时间窗口出现有重合或者相连时间，则合并两个时间窗口为一个时间窗口，开始时间取两个时间窗口的最早时间，结束时间取两个时间窗口的最晚时间，最后得出n颗卫星的发现窗口集群W_f ⁿ＝[Tf₁，Tf₂...Tf_f]和识别窗口集群W_s ⁿ＝[Ts₁，Ts₂...Ts_s]，其中Tf₁＜Tf₂＜...＜Tf_g， Ts₁＜Ts₂＜...＜Ts_g。

进一步的，所述评估卫星探测海上目标能力的步骤还包括：删除识别窗口之前的发现窗口，将识别窗口的第一个窗口Ts₁作为探测起始时间，按照时序排列成跟踪窗口集群W_g ⁿ＝[Tg₁，Tg₂...Tg_g]，其中 Tg₁＝Ts₁，且Tg₁＜Tg₂＜...＜Tg_g，每一个时间窗口都是一个时间段，即 Tg_g由(B_g，E_g)表示，其中B_g表示时间窗口的开始时间，E_g表示时间窗口的结束时间。

进一步的，所述评估卫星探测海上目标能力的步骤还包括：n颗卫星在卫星探测能力评估整个时间段内(B_m，E_m)对海上目标探测能力P计算公式如下：

(1)当E_m∈[B_g，E_g]

(2)当

在以上公式中，B_m表示卫星探测海上目标能力评估过程中的探测开始时间；E_m表示卫星探测海上目标能力评估过程中的探测结束时间；B_g表示跟踪窗口的最后一个时间窗口Tg_g时间窗口段中的开始时间；E_g表示跟踪窗口的最后一个时间窗口Tg_g时间窗口段中的结束时间；得到P值后，根据P值的大小进行量化判断卫星探测海上目标能力能力大小。

进一步的，所述星载传感器模型是根据具体不同的星载传感器，以及分辨率属性、方位角属性、侧摆角属性以及与父对象相关的顶点偏移属性研究建立而成。

本发明还提供一种卫星探测海上目标能力评估系统，包括卫星过顶模块、卫星发现模块、卫星识别模块和多卫星跟踪模块，其中：卫星过顶模块，基于卫星轨道模型、卫星的传感器幅宽以及目标的真实航迹信息计算卫星过顶海上目标值及过顶时间，并生成过顶窗口集群；卫星发现模块，根据气象、时间、星载传感器模型、海上目标条件，基于过顶时间窗口集群计算卫星对海上目标发现能力，生成卫星发现窗口集群；卫星识别模块，基于卫星发现模块计算出的发现窗口集群，根据光学卫星传感器分辨率参数与海上目标尺寸对比分析，计算卫星对海上目标识别窗口集群；以及多卫星跟踪模块，基于卫星发现模块和卫星识别模块，根据卫星在轨情况，构建多卫星跟踪目标窗口集群，基于集群中目标时间以及经纬度坐标值构建拟合航线，并评估卫星探测海上目标能力。

本发明方法具有如下优点：

本发明通过计算发现窗口、识别窗口，组合成跟踪窗口，基于跟踪窗口计算卫星探测海上目标能力。整个计算过程通过采用自主计算的方式，计算过程的准确性与现有技术相比均有非常大的提高。

通过本发明提供的技术方案，使得卫星群对常规航道、热门航道的海上目标探测能力评估准确性得到有效提升，采用本发明提供的优化的卫星探测能力模型可有效提升仿真过程中卫星的探测效率，为不同的卫星探测策略提供精确的量化决策手段。

附图说明

图1为基于本发明提供的一种卫星探测海上目标能力评估方法示意图；

图2为基于本发明提供的一种卫星探测海上目标能力评估方法另一示意图。

图3为基于本发明提供的一种卫星探测海上目标能力评估系统示意图。

具体实施方式

下面将结合具体实施方案对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，但是本领域技术人员应当理解，下文所述的实施方案仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。基于本发明中的实施方案，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方案，都属于本发明保护的范围。

如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。说明书后续描述为实施本申请的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本申请的一般原则为目的，并非用以限定本申请的范围。本申请的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合实施例及附图对本发明的技术方案作进一步阐述。

实施例1

本实施例提供了一种卫星探测海上目标能力评估方法。参见图1所示为本发明提供的一种卫星探测海上目标能力评估方法示意图，包括：

步骤101：基于卫星轨道模型、卫星的传感器幅宽以及目标的真实航迹信息计算卫星过顶海上目标值及过顶时间，并生成过顶窗口集群；具体的，将海上目标的真实航迹信息、目标的目标特性参数，卫星群轨道根数输入到卫星过顶模型，输出为过顶时间窗口集群W_g＝[T₁，T₂...T_g]。

步骤102：根据气象、时间、星载传感器模型、海上目标等条件，基于过顶时间窗口集群计算卫星对海上目标发现能力，生成卫星发现窗口集群W_f＝[T₁，T₂...T_f]，具体的，根据气象，时间等单项指标，针对每个多顶窗口时间段逐个进行判断，最后返回布尔值，将布尔值为True的组合为发现窗口，筛选计算后生成卫星发现窗口集群W_f＝[T₁，T₂...T_f]。

步骤103：计算卫星对海上目标识别能力，计算出卫星识别窗口集群 W_s＝[T₁，T₂...T_s]；具体的，由于目前用于船舶目标识别的卫星主要为光学卫星，因此如果发现卫星载荷为可见光传感器，则针对步骤102计算的发现窗口，根据船舶目标尺寸和卫星传感器分辨率的关系，判断卫星是否识别该船舶，最后计算出卫星识别窗口集群W_s＝[T₁，T₂...T_s]。一般来说，判断方法为判断如果目标尺寸大于等于该卫星传感器分辨率的8 倍，则该卫星能够识别该目标，如果不是则该卫星无法识别该目标。

步骤104：评估卫星探测海上目标能力。具体的，以上三步骤为单一卫星发现识别船舶目标的过程，针对多卫星的探测问题，即可针对每颗卫星重复以上步骤，分别得出所有卫星的发现窗口和识别窗口，合并多卫星的时间窗口，得出n颗卫星的发现窗口集群

和识别窗口集群

最后将识别窗口的第一个窗口作为探测起始时间，按照时序排列成跟踪窗口集群

跟踪窗口时间段内对应生成的船舶航迹与真实航迹近似，则判定在这些时间窗口内卫星具备探测海上目标的能力。由于这些时间窗口是离散的，在时间窗口间隙卫星不具备对海上目标的发现、识别能力，但是具备一定的跟踪能力，这个跟踪能力是随着时间的延长而衰减的，衰减曲线符合高斯曲线。

本发明通过计算发现窗口、识别窗口，组合成跟踪窗口，基于跟踪窗口计算卫星探测海上目标能力。整个计算过程通过采用自主计算的方式，计算过程的准确性与现有技术相比均有非常大的提高。

实施例2

为进一步阐述本发明，本实施例还提供了一种卫星探测海上目标能力评估方法，详细说明实施例1的步骤102的实施方式，参见图2所示流程图。具体的，图中L表示目标尺寸、R表示卫星传感器分辨率、SAR 表示合成孔径雷达。该流程图中相关步骤的算法是在长期试验中得出的结论。具体步骤如下：

步骤201：判断卫星类型，卫星类型主要分SAR卫星，光学卫星两种常用卫星类型，当判定为SAR卫星时，转入步骤202，当判定为光学卫星时，转入步骤204。

步骤202：判断如果目标尺寸大于等于该卫星传感器分辨率的一半，则继续203判断，如果不是，则该卫星无法发现该目标，返回布尔值为 false，即Pf＝0。

步骤203：判断该时间窗口期间，该目标区域是否阴雨，如果阴雨则返回布尔值为false，表示该卫星无法发现该目标，否则返回布尔值为true，即Pf＝1。

步骤204：判断是否白天，如果不是，则该卫星无法发现该目标，返回布尔值为false。如果是，则进行步骤205。

步骤205：判断如果目标尺寸大于等于该卫星传感器分辨率的4倍，则进行步骤206，如果不是，则该卫星无法发现该目标，返回布尔值为 false。

步骤206：根据环境因子影响准则判断该时间窗口期间，该目标区域是否晴天，如果晴天则返回布尔值为true，否则返回布尔值为false，表示该卫星无法发现该目标，其中环境因子影响准则例如晴天、少云为1，多云、阴雨为0。

实施例3

为进一步阐述本发明，本实施例还提供了一种卫星探测海上目标能力评估方法，详细说明实施例1的步骤104的实施方式，具体的，根据卫星在轨情况，构建多卫星跟踪目标窗口集群，基于集群中目标时间以及经纬度坐标值构建拟合航线。本方法没有简单的将拟合航线与真实航迹进行简单的拟合优度计算，这样计算的多卫星跟踪能力远远弱于真实跟踪能力，因为在识别船舶目标之后的一段时间内，对该海上目标的跟踪能力处于高斯衰减中，并不是断崖式中断的。

具体方法如下：

针对每颗卫星重复以上步骤，分别得出所有卫星的发现窗口和识别窗口，合并多卫星的时间窗口，如果时间窗口出现有重合或者相连时间，则合并两个时间窗口为一个时间窗口，开始时间取两个时间窗口的最早时间，结束时间取两个时间窗口的最晚时间，最后得出n颗卫星的发现窗口W_f ⁿ＝[Tf₁，Tf₂...Tf_f]和识别窗口W_s ⁿ＝[Ts₁，Ts₂...Ts_s]，其中 Tf₁＜Tf₂＜...＜Tf_g，Ts₁＜Ts₂＜...＜Ts_g。

在识别窗口Ts₁发生之前的发现窗口时间，不属于有效探测时间，因此我们删除识别窗口之前的发现窗口，将识别窗口的第一个窗口Ts₁作为探测起始时间，按照时序排列成跟踪窗口W_g ⁿ＝[Tg₁，Tg₂...Tg_g]，其中Tg₁＝Ts₁，且Tg₁＜Tg₂＜...＜Tg_g。因为每一个时间窗口都是一个时间段，即Tg_g由(B_g，E_g)表示，其中B_g表示时间窗口的开始时间，E_g表示时间窗口的结束时间。

跟踪窗口时间段内对应生成的船舶航迹与真实航迹近似，则判定在这些时间窗口内卫星具备探测海上目标的能力。由于这些时间窗口是离散的，在时间窗口间隙，即(E_g-1，B_g)时间段内，卫星不具备对海上目标的发现、识别能力，但是具备一定的跟踪能力，这个跟踪能力是随着时间的延长而衰减的，衰减曲线符合高斯曲线。

因此n颗卫星在卫星探测能力评估整个时间段内(B_m，E_m)对海上目标探测能力P计算公式如下：

(1)当E_m∈[B_g，E_g]

(2)当

在以上公式中，B_m表示卫星探测海上目标能力评估过程中的探测开始时间；E_m表示卫星探测海上目标能力评估过程中的探测结束时间；B_g表示跟踪窗口的最后一个时间窗口Tg_g时间窗口段中的开始时间；E_g表示跟踪窗口的最后一个时间窗口Tg_g时间窗口段中的结束时间。

得到P值后，根据P值的大小进行量化判断卫星探测海上目标能力能力大小，可以以此优选不同的卫星群引导策略；同时针对常规航道，热门航道目标探测能力如果低于0.6，说明卫星群针对该类型目标探测能力有限，需要其它探测手段联合探测该航道该类型目标。

实施例4

为进一步阐述本发明，本实施例还提供了一种卫星探测海上目标能力评估系统，参见图3所示的基于本发明的卫星探测海上目标能力评估系统示意图。该系统包括卫星过顶模块、卫星发现模块、卫星识别模块和多卫星跟踪模块；具体的：

卫星过顶模块，基于卫星轨道模型、卫星的传感器幅宽以及目标的真实航迹信息计算卫星过顶海上目标值及过顶时间，并生成过顶窗口集群；其中卫星轨道模型的建立过程为：根据体力学中的二体运动理论，卫星的运动轨道可以由6个轨道要素表示。因此，一旦确定了卫星的6个轨道要素，卫星在惯性空间中的运动就是已知的，再由惯性坐标系与地球固连坐标系的转换关系，可求出航天器相对地球的运动状态。这六个轨道要素为半长轴(a)、偏心率(e)、轨道倾角(i)、近地点幅角(ω)、升交点赤经(Q)和过近地点时刻(t)，根据国际通用的两行星历数据格式，分析建立卫星轨道模型。

卫星发现模块，根据气象、时间、星载传感器模型、海上目标等条件，基于过顶时间窗口集群计算卫星对海上目标发现能力，生成卫星发现窗口W_f＝[T₁，T₂...T_f]。遥感卫星根据成像机制的不同可分为可见光成像、合成孔径雷达成像等。传感器是无法作为顶层对象而单独存在的，必须依附于具体的卫星对象而存在。根据具体不同的星载传感器，以及分辨率属性、方位角属性、侧摆角属性以及与父对象相关的顶点偏移属性等主要属性，研究建立星载传感器模型。

卫星识别模块，基于卫星发现模块计算出的发现窗口集群，根据光学卫星传感器分辨率参数与海上目标尺寸对比分析，计算卫星对海上目标识别窗口集群。

多卫星跟踪模块，基于卫星发现模块和卫星识别模块，根据卫星在轨情况，构建多卫星跟踪目标窗口集群，基于集群中目标时间以及经纬度坐标值构建拟合航线，并评估卫星探测海上目标能力。

本系统没有简单的将拟合航线与真实航迹进行简单的拟合优度计算，这样计算的多卫星跟踪能力远远弱于真实跟踪能力，因为在识别船舶目标之后的一段时间内，对该海上目标的跟踪能力处于高斯衰减中，并不是断崖式中断的。

通过本发明提供的技术方案，使得卫星群对常规航道，热门航道的海上目标探测能力评估准确性得到有效提升，采用本发明提供的优化的卫星探测能力模型可有效提升仿真过程中卫星的探测效率，为不同的卫星探测策略提供精确的量化决策手段。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种卫星探测海上目标能力评估方法，其特征在于，包括：

基于卫星轨道模型、卫星的传感器幅宽以及目标的真实航迹信息计算卫星过顶海上目标值及过顶时间，并生成过顶窗口集群W_g＝[T₁，T₂...T_g]；

根据气象、时间、星载传感器模型、海上目标条件，基于过顶时间窗口集群计算卫星对海上目标发现能力，生成卫星发现窗口集群W_f＝[T₁，T₂...T_f]；

计算卫星对海上目标识别能力，计算出卫星识别窗口集群W_s＝[T₁，T₂...T_s]；以及

评估卫星探测海上目标能力，针对多卫星的探测问题，可针对每颗卫星重复以上步骤，分别得出所有卫星的发现窗口集群和识别窗口集群，合并多卫星的时间窗口，得出n颗卫星的发现窗口集群

和识别窗口集群

最后将识别窗口的第一个窗口作为探测起始时间，按照时序排列成跟踪窗口集群

跟踪窗口时间段内对应生成的船舶航迹与真实航迹近似，则判定在这些时间窗口内卫星具备探测海上目标的能力。

2.根据权利要求1所述的卫星探测海上目标能力评估方法，其特征在于，所述生成过顶窗口集群的步骤包括：将海上目标的真实航迹信息、目标的目标特性参数，卫星群轨道根数输入到卫星过顶模型，输出为过顶时间窗口集群W_g＝[T₁，T₂...T_g]。

3.根据权利要求2所述的卫星探测海上目标能力评估方法，其特征在于，所述卫星过顶模型具体为：据体力学中的二体运动理论，卫星的运动轨道由6个轨道要素表示，确定了卫星的6个轨道要素，卫星在惯性空间中的运动为已知的，再由惯性坐标系与地球固连坐标系的转换关系，可求出航天器相对地球的运动状态，这六个轨道要素为半长轴(a)、偏心率(e)、轨道倾角(i)、近地点幅角(ω)、升交点赤经(Ω)和过近地点时刻(t)，根据国际通用的两行星历数据格式，分析建立卫星轨道模型。

4.根据权利要求1所述的卫星探测海上目标能力评估方法，其特征在于，所述生成卫星发现窗口的步骤包括：针对每个多顶窗口时间段逐个进行判断，最后返回布尔值，将布尔值为True的组合为发现窗口，筛选计算后生成卫星发现窗口集群W_f＝[T₁，T₂...T_f]。

5.根据权利要求1所述的卫星探测海上目标能力评估方法，其特征在于，所述计算卫星识别窗口的步骤包括：根据船舶目标尺寸和卫星传感器分辨率的关系，判断卫星是否识别该船舶，最后计算出卫星识别窗口集群W_s＝[T₁，T₂...T_s]。

6.根据权利要求1所述的卫星探测海上目标能力评估方法，其特征在于，所述评估卫星探测海上目标能力的步骤包括：分别得出所有卫星的发现窗口和识别窗口，合并多卫星的时间窗口，如果时间窗口出现有重合或者相连时间，则合并两个时间窗口为一个时间窗口，开始时间取两个时间窗口的最早时间，结束时间取两个时间窗口的最晚时间，最后得出n颗卫星的发现窗口集群W_f ⁿ＝[Tf₁，Tf₂...Tf_f]和识别窗口集群W_s ⁿ＝[Ts₁，Ts₂...Ts_s]，其中Tf₁＜Tf₂＜...＜Tf_g，Ts₁＜Ts₂＜...＜Ts_g。

7.根据权利要求6所述的卫星探测海上目标能力评估方法，其特征在于，所述评估卫星探测海上目标能力的步骤还包括：删除识别窗口之前的发现窗口，将识别窗口的第一个窗口Ts₁作为探测起始时间，按照时序排列成跟踪窗口集群W_g ⁿ＝[Tg₁，Tg₂...Tg_g]，其中Tg₁＝Ts₁，且Tg₁＜Tg₂＜...＜Tg_g，每一个时间窗口都是一个时间段，即Tg_g由(B_g，E_g)表示，其中B_g表示时间窗口的开始时间，E_g表示时间窗口的结束时间。

8.根据权利要求7所述的卫星探测海上目标能力评估方法，其特征在于，所述评估卫星探测海上目标能力的步骤还包括：n颗卫星在卫星探测能力评估整个时间段内(B_m，E_m)对海上目标探测能力P计算公式如下：

(1)当E_m∈[B_g，E_g]

(2)当

在以上公式中，B_m表示卫星探测海上目标能力评估过程中的探测开始时间；E_m表示卫星探测海上目标能力评估过程中的探测结束时间；B_g表示跟踪窗口的最后一个时间窗口Tg_g时间窗口段中的开始时间；E_g表示跟踪窗口的最后一个时间窗口Tg_g时间窗口段中的结束时间；

得到P值后，根据P值的大小进行量化判断卫星探测海上目标能力能力大小。

9.根据权利要求1所述的卫星探测海上目标能力评估方法，其特征在于，所述星载传感器模型是根据具体不同的星载传感器，以及分辨率属性、方位角属性、侧摆角属性以及与父对象相关的顶点偏移属性研究建立而成。

10.一种卫星探测海上目标能力评估系统，其特征在于，包括卫星过顶模块、卫星发现模块、卫星识别模块和多卫星跟踪模块，其中：

卫星过顶模块，基于卫星轨道模型、卫星的传感器幅宽以及目标的真实航迹信息计算卫星过顶海上目标值及过顶时间，并生成过顶窗口集群；

卫星发现模块，根据气象、时间、星载传感器模型、海上目标条件，基于过顶时间窗口集群计算卫星对海上目标发现能力，生成卫星发现窗口集群；

卫星识别模块，基于卫星发现模块计算出的发现窗口集群，根据光学卫星传感器分辨率参数与海上目标尺寸对比分析，计算卫星对海上目标识别窗口集群；以及

多卫星跟踪模块，基于卫星发现模块和卫星识别模块，根据卫星在轨情况，构建多卫星跟踪目标窗口集群，基于集群中目标时间以及经纬度坐标值构建拟合航线，并评估卫星探测海上目标能力。

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