CN113805207B - 一种规避光学遥感卫星影像水体耀斑的方法及电子设备 - Google Patents

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CN113805207B CN202110838832.0A CN202110838832A CN113805207B CN 113805207 B CN113805207 B CN 113805207B CN 202110838832 A CN202110838832 A CN 202110838832A CN 113805207 B CN113805207 B CN 113805207B
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Abstract

本申请公开了一种规避光学遥感卫星影像水体耀斑的方法及电子设备，该方法包括：获取当前成像待采集矢量区域的中心点坐标、星载双频GPS观测数据、GPS导航卫星轨道参数、钟差参数和环境参数，并推算预设预报时间区间内的卫星轨道预报参数；根据中心点坐标和卫星轨道预报参数分别计算卫星高度角和卫星方位角所对应的第一数据集；计算太阳高度角和太阳方位角所对应的第二数据集，根据第一数据集和第二数据集确定指定时间所对应的高度角差值和方位角差值；根据预设的高度角度差值取值范围和方位角度差值取值范围进行光学遥感卫星影像采集。本申请解决了现有技术中所采集的遥感卫星影像的水体区域质量不满足实际需求的技术问题。

Description

一种规避光学遥感卫星影像水体耀斑的方法及电子设备
技术领域
本申请涉及遥感卫星影像技术领域，尤其涉及一种规避光学遥感卫星影像水体耀斑的方法及电子设备。
背景技术
高景一号遥感卫星星座凭借其机动性强、采集模式多样、重访周期短的优势，在军事国防、资源勘探、环境监测等领域都承担着重要角色，其中以资源环境为主的应用业务则是高景一号等商业遥感卫星市场的核心，水体应用即为其中的重要应用领域。由于光学遥感卫星是通过其相机载荷收集来自观测目标表面的太阳光反射辐射能量来实现遥感目的，当卫星对水体区域成像时，尤其是平静水面，若卫星观测矢量与太阳入射光矢量满足镜面或近似镜面反射条件，水体区域影像极易出现亮度过高，甚至溢出污染临近像元的现象。这不仅影响全色影像、多光谱影像及融合影像的目视解译和计算机自动解译精度，也影响水体表面光谱计算和水质参数的定量化反演精度。
高景一号遥感卫星为保障订单的高效拍摄，会充分利用其高精度、高敏捷、多模式等成像特点，在一轨成像任务中兼顾不同观测目标(或观测区域)的观测需求，即对不同观测目标(或观测区域)采用不同组合的俯仰角与滚动角进行观测，以达到订单区域拍摄效率最优化。但提升拍摄效率的同时，也增加了水体耀斑现象的发生概率。高景一号遥感卫星与传统民用光学遥感卫星相比，用户对遥感影像质量与数据交付时效性的要求均更加严苛，因此针对水体耀斑的高精度快速检测直接关系到高景一号遥感卫星数据订单的执行效益。
目前，针对遥感影像水体耀斑规避的方法主要是：在假设海洋表面完全反射的基础上，建立了卫星载荷海洋耀斑观测的完全几何模型，确定了卫星观测海洋耀斑的镜面发射极限位置，并建立方程组求取耀斑观测边缘视场指向角，以此获取耀斑观测角和耀斑长度。基于现有技术规避水体耀斑存在如下几个问题：1、现有技术中海洋耀斑观测几何模型不适用于商业遥感敏捷卫星成像过程。具体的，海洋耀斑观测几何模型仅针对当太阳照射光线与卫星载荷镜头处入射光线符合理想镜面反射条件的情况进行几何关系建模与演算，即相对同一地表观测点，太阳光线入射角度与反射进入卫星载荷的光线角度相同，且海洋耀斑位置随卫星观测时刻和卫星轨道位置变化而改变；商业遥感敏捷卫星在执行商业订单区域拍摄时，地面观测目标坐标已知且固定，根据卫星在不同轨道位置的高度角和方位角信息，通过卫星平台的高机动能力快速改变俯仰角与滚动角进行多模式成像，因此成像观测角度与太阳光线入射角度关系多样，上述材料中的海洋耀斑观测模型明显不适用于商业遥感敏捷卫星成像几何模型。2、海洋耀斑与商业遥感敏捷卫星水体区域耀斑现象研究侧重点不同。具体的，海洋耀斑研究侧重点为基于海洋耀斑观测几何模型，分析耀斑长度随卫星载荷观测时刻的变化规律，以实现通过处理海洋耀斑区域影像监测海洋溢油等遥感应用，因此输入参数为观测时刻、轨道参数，输出参数为耀斑指向角范围与耀斑观测角；商业遥感敏捷卫星水体区域耀斑现象研究侧重点为规避水体区域耀斑现象，分析得出水体区域成像不会产生耀斑现象的卫星与太阳方位角之差的值域范围以及卫星与太阳高度角之差的值域范围，以实现在已知卫星轨道参数和地面观测目标地理信息的条件下，采用合理的卫星方位角与高度角对地面观测目标成像不出现水体耀斑现象，保障遥感影像水体应用质量，输入参数为地面观测目标坐标、轨道参数、观测时刻，输出参数为太阳高度角/方位角、卫星高度角/方位角；因此，根据现有技术所采集的遥感卫星影像的质量不满足实际需求。
发明内容
本申请解决的技术问题是：针对现有技术中所采集的遥感卫星影像的质量不满足实际需求，本申请提供了一种规避光学遥感卫星影像水体耀斑的方法及电子设备，本申请实施例所提供的方案中，规避高度角差值在预设产生水体耀斑所对应的高度角度差值取值范围内，且方位角差值在方位角度差值取值范围内生成光学遥感卫星影像，进而避免在光学遥感卫星影像中生成水体耀斑。
第一方面，本申请实施例提供一种规避光学遥感卫星影像水体耀斑的方法，该方法包括：
获取当前成像待采集矢量区域的中心点坐标、星载双频GPS观测数据、GPS导航卫星轨道参数、钟差参数和环境参数，根据所述GPS观测数据、GPS导航卫星轨道参数、钟差参数和环境参数推算预设预报时间区间内的卫星轨道预报参数；
根据所述中心点坐标和所述卫星轨道预报参数分别计算预设预报时间区间内卫星高度角和卫星方位角所对应的第一数据集；
计算预设预报时间区间内太阳高度角和太阳方位角所对应的第二数据集，根据所述第一数据集和第二数据集确定预设预报时间区间内指定时间所对应的高度角差值和方位角差值；
根据预设产生水体耀斑所对应的高度角度差值取值范围和方位角度差值取值范围，以及所述高度角度差值和方位角度差值进行光学遥感卫星影像采集。
可选地，获取当前成像待采集矢量区域的中心点坐标，包括：若当前成像待采集矢量区域为规则区域，则计算该规则区域的中心点坐标；或若当前成像待采集矢量区域为非规则区域，则获取当前成像待采集矢量区域预设的中心点坐标。
可选地，根据所述GPS观测数据、GPS导航卫星轨道参数、钟差参数和环境参数推算预设预报时间区间内的卫星轨道预报参数，包括：根据卫星轨道类型、卫星表面参数、星载接收机天线参数以及姿态模式选取动力学模型，根据所述动力学模型构建高精度动力学补偿模型；
根据所述GPS观测数据以及钟差参数确定指定时间所对应的由GPS伪距和载波相位观测值组成第一观测组合值并构建卫星观测值方程；
根据卫星观测值方程采用简化动力学方法确定当前采集光学遥感卫星影像当天的卫星轨道参数；
根据所述卫星轨道参数进行多次轨道拟合得到下一日预设预报时间区间内的拟合轨道，输出拟合轨道的轨道预报参数文件，其中，轨道预报参数文件包含下一日预设预报时间区间内每一秒所对应的卫星轨道预报参数。
可选地，根据所述GPS观测数据以及钟差参数确定指定时间所对应的由GPS伪距和载波相位观测值组成的第一观测组合值，包括：根据所述钟差参数以及所述GPS观测数据确定GPS时间系统中每分钟0秒和30秒所对应的双频GPS伪距和载波相位观测值，根据所述双频GPS伪距和载波相位观测值得到第一观测组合值。
可选地，根据所述卫星轨道参数进行多次轨道拟合得到下一日预设预报时间区间内的拟合轨道，包括：对卫星轨道参数积分获取预设预报时间区间内的卫星状态，根据预设轨道拟合算法和卫星状态进行多次轨道拟合得到下一日预设预报时间区间内的拟合轨道。
可选地，根据所述中心点坐标和所述卫星轨道预报参数分别计算预设预报时间区间内卫星高度角和卫星方位角所对应的第一数据集，包括：根据所述中心点坐标确定该中心点在大地坐标系的经纬度，根据所述经纬度构建大地坐标系到站心坐标的转换矩阵以及计算得到所述中心点的空间直角坐标；在站心坐标系下，获取预设预报时间区间内卫星的位置参数，根据所述位置参数到所述空间直角坐标确定卫星方位角和高度角所对应的第一数据集。
可选地，高度角度差值取值范围为[0°,30°]，方位角度差值取值范围为[140°,220°]。
可选地，根据预设产生水体耀斑所对应的高度角度差值取值范围和方位角度差值取值范围，以及所述高度角度差值和方位角度差值进行光学遥感卫星影像采集，包括：
确定所述高度角度差值在所述高度角度差值取值范围之外，且所述方位角度差值在所述方位角度差值取值范围之外的区域；
在所述区域进行光学遥感卫星影像采集。
第二方面，本申请提供一种计算机设备，该计算机设备，包括：
存储器，用于存储至少一个处理器所执行的指令；
处理器，用于执行存储器中存储的指令执行第一方面所述的方法。
与现有技术相比，本申请实施例至少具有如下有益效果：
在本申请实施例所提供的方案中，确定预设预报时间区间内指定时间所对应的卫星高度角和太阳高度角之间的高度角差值，以及卫星方位角和太阳方位角之间的方位角差值，规避高度角差值在预设产生水体耀斑所对应的高度角度差值取值范围内，且方位角差值在方位角度差值取值范围内采集光学遥感卫星影像，进而避免在光学遥感卫星影像中生成水体耀斑。
附图说明
图1为本申请实施例所提供的一种规避光学遥感卫星影像水体耀斑的方法的流程示意图；
参见图2a为本申请实施例提供的一种规则遥感卫星影像采集区域的示意图；
图2b为本申请实施例提供的一种确定规则遥感卫星影像采集区域的中心点坐标的示意图；
图3a为本申请实施例提供的一种非规则遥感卫星影像采集区域的示意图；
图3b为本申请实施例提供的一种确定非规则遥感卫星影像采集区域的中心点坐标的示意图；
图4为本申请实施例所提供的一种地球固定地面参考系示意图；
图5为本申请实施例所提供的一种卫星高度角和方位角计算示意图；
图6为本申请实施例所提供的一种卫星成像时刻角度示意图；
图7a为本申请实施例提供的一种遥感卫星影像1中3、2、1谱段的合成图；
图7b为本申请实施例提供的一种遥感卫星影像1中4、3、2谱段的合成图；
图7c为本申请实施例提供的一种遥感卫星影像1的全色图；
图8a为本申请实施例提供的又一种遥感卫星影像2中3、2、1谱段的合成图；
图8b为本申请实施例提供的又一种遥感卫星影像2中4、3、2谱段的合成图；
图8c为本申请实施例提供的又一种遥感卫星影像2的全色图；
图9a为本申请实施例提供的一种遥感卫星影像1的DN分布图；
图9b为本申请实施例提供的又一种遥感卫星影像2的DN分布图；
图10为本申请实施例所提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
本申请实施例提供的方案中，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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它实施例，都属于本申请保护的范围。
以下结合说明书附图对本申请实施例所提供的一种规避光学遥感卫星影像水体耀斑的方法做进一步详细的说明，该方法具体实现方式可以包括以下步骤(方法流程如图1所示)：
步骤101，获取当前成像待采集矢量区域的中心点坐标、星载双频GPS观测数据、GPS导航卫星轨道参数、钟差参数和环境参数，根据所述GPS观测数据、GPS导航卫星轨道参数、钟差参数和环境参数推算预设预报时间区间内的卫星轨道预报参数。
作为举例，高景一号商业遥感卫星所采集的商业订单(遥感卫星影像)通常采用Shp格式矢量文件提交遥感卫星影像采集区域范围，例如，遥感卫星影像采集区域范围可以是规则的区域(如矩形区域)，其中，规则区域是指推扫条带可完全覆盖遥感卫星影像采集区域范围，也可以是不规则区域，其中不规则区域是指推扫条带覆盖遥感卫星影像采集区域局部范围，对于规则区域其中心点坐标是可以计算出来的，但是对于不规则区域其中心点坐标的计算过程比较复杂或无法计算。
在一种可能实现的方式中，获取当前成像待采集矢量区域的中心点坐标，包括：若当前成像待采集矢量区域为规则区域，则计算该规则区域的中心点坐标；或若当前成像待采集矢量区域为非规则区域，则获取当前成像待采集矢量区域预设的中心点坐标。
为了便于理解下面以举例的形式分别对上述获取规则遥感卫星影像采集区域范围以及不规则遥感卫星影像采集区域范围的中线点坐标的过程进行简要介绍。
参见图2a为本申请实施例提供的一种规则遥感卫星影像采集区域的示意图；图2b为本申请实施例提供的一种确定规则遥感卫星影像采集区域的中心点坐标的示意图。
如图2a所示矩形区域为待采集矢量区域，如图2b所示，a1～a4为线阵CCD推扫条带矢量范围，b1～b4为待采集矢量区域外接矩阵，c1c2为线阵CCD推扫条带中心线，其待采集矢量区域的中心点O在c1c2上，分别计算b1～b4点的坐标，根据b1～b4的坐标计算b1b4和b2b3的矢量，根据b1b4和b2b3的矢量确定b1b4和b2b3的交点坐标，其交点坐标即为中心点O的坐标。
参见图3a为本申请实施例提供的一种非规则遥感卫星影像采集区域的示意图；图3b为本申请实施例提供的一种确定非规则遥感卫星影像采集区域的中心点坐标的示意图。
如图3a所示，对于不规则遥感卫星影像采集区域，如，大区域复杂边界矢量采集区域(订单矢量区域)，线阵CCD推扫条带覆盖订单矢量局部范围，当订单矢量区域较大时，为保证水体区域拍摄影像质量，用户预先标注水体重点应用区域坐标S(xs，ys)，以点S作为当轨成像待采集矢量区域的中心点坐标参与下一步计算。
在一种可能实现的方式中，根据所述GPS观测数据、GPS导航卫星轨道参数、钟差参数和环境参数推算预设预报时间区间内的卫星轨道预报参数，包括：
根据卫星轨道类型、卫星表面参数、星载接收机天线参数以及姿态模式选取动力学模型，根据所述动力学模型构建高精度动力学补偿模型；
根据所述GPS观测数据以及钟差参数确定指定时间所对应的由GPS伪距和载波相位观测值组成第一观测组合值并构建观测值方程；
根据卫星观测值方程采用简化动力学方法确定当前采集光学遥感卫星影像当天的卫星轨道参数；
根据所述卫星轨道参数进行多次轨道拟合得到下一日预设预报时间区间内的拟合轨道，输出拟合轨道的轨道预报参数文件，其中，轨道预报参数文件包含下一日预设预报时间区间内每一秒所对应的卫星轨道预报参数。
在又一种可能实现的方式中，根据所述GPS观测数据以及钟差参数确定指定时间所对应的由GPS伪距和载波相位观测值组成的第一观测组合值，包括：根据所述钟差参数以及所述GPS观测数据确定GPS时间系统中每分钟0秒和30秒所对应的双频GPS伪距和载波相位观测值，根据所述双频GPS伪距和载波相位观测值得到第一观测组合值。
在又一种可能实现的方式中，根据所述卫星轨道参数进行多次轨道拟合得到下一日预设预报时间区间内的拟合轨道，包括：对卫星轨道参数积分获取预设预报时间区间内的卫星状态，根据预设轨道拟合算法和卫星状态进行多次轨道拟合得到下一日预设预报时间区间内的拟合轨道。
具体的，轨道预报精度的直接决定了卫星成像角度计算的准确性，因此高精度卫星轨道预报对于水体耀斑规避有着决定性影响，为了提高卫星轨道预报精度。作为举例，卫星轨道预报工作主要有以下三步：
(1)数据准备
主要完成精密定轨与轨道预报相关的数据和产品获取，包括卫星直传双频GPS观测数据，GPS导航卫星轨道和钟差产品，地球定向参数、地球磁场和太阳活动等空间环境数据。
(2)精密定轨
基于星载双频GPS观测数据，采用简化动力学定轨方法确定卫星最后观测数据确定当前采集光学遥感卫星影像当天的卫星轨道参数，该轨道参数为高精度轨道参数，例如，该轨道参数为厘米级轨道参数。
数据采用GPS时间系统每分钟中0秒和30秒对应的双频GPS伪距和载波相位观测值组成无电离层影响的组合观测值，如公式(15)(16)所示：
式中：分别为GPS双频伪距及载波相位消电离层组合观测值；/>表示站星之间的几何距离；c为光速；δ，δi分别为接收机钟差和卫星钟差；δr，/>分别为星载GPS接收机k和GPS卫星i受到相对论的影响；f1，f2，λ1，λ2分别为L1，L2的频率和波长；/>分别表示两个频率上关于卫星i的整周模糊度；/>为对流层影响。
对于300km～700km的低轨卫星，在绕地球运动的过程中会受到地球引力、地球潮汐、大气阻力等作用力的影响，运动方程如公式(17)所示：
式中：r为卫星在惯性坐标系中的位置矢量；ag，ang分别为保守力和非保守力引起的加速度的总和。
利用随机脉冲参数吸收卫星动力学模型的误差，即在径向、法向和切向各设置一个伪随机脉冲参数，通过方程方差和权的大小判断模型准确度。定轨过程中估计的大气阻力系数和周期性经验加速度振幅为90分钟一组，此时确定的事后轨道精度可达5-10厘米。
(3)轨道预报结果输出
进行段弧度轨道拟合，利用轨道拟合阶段获取的卫星轨道参数积分卫星轨道获取预报区间内的卫星状态，已知卫星n个历元ti(i＝1，2，……，n)，拟合多项式如公式(4)所示。
Px(t)＝a0+a1t+a2t2+…+am-1tm-1，(m≤n) (4)
式中：Px为X方向坐标，Y，Z方向坐标解算原理相同。
轨道拟合需要拟合多次，每次拟合后都需要重新进行轨道积分生成新的拟合轨道并输出轨道预报参数文件提供每秒一次的卫星轨道位置预报(卫星轨道预报参数)，其中，卫星轨道预报参数表征了卫星在地球固定地面参考系下的位置，使用WGS-84椭球基准，坐标系原点位于地球质心，Z轴指向地球北极，X轴指向格林尼治平子午线与地球赤道焦点，Y轴按照右手规则确定，如图4所示。
步骤102，根据所述中心点坐标和所述卫星轨道预报参数分别计算预设预报时间区间内卫星高度角和卫星方位角所对应的第一数据集。
在一种可能实现方式中，根据所述中心点坐标和所述卫星轨道预报参数分别计算预设预报时间区间内卫星高度角和卫星方位角所对应的第一数据集，包括：根据所述中心点坐标确定该中心点在大地坐标系的经纬度，根据所述经纬度构建大地坐标系到站心坐标的转换矩阵以及计算得到所述中心点的空间直角坐标；在站心坐标系下，获取预设预报时间区间内卫星的位置参数，根据所述位置参数到所述空间直角坐标确定卫星方位角和高度角所对应的第一数据集。
为了便于理解下面对上述计算预设预报时间区间内卫星高度角和卫星方位角所对应的第一数据集的过程进行简要介绍，具体过程如下所示：
(1)大地坐标系到站心坐标系旋转矩阵构建
利用订单矢量范围(成像待采集矢量区域)中心点的大地坐标经纬度(B，L)构建大地坐标系到站心坐标的转换矩阵，见公式(5)。
(2)订单矢量范围中心点坐标转地球固定地面参考系
首先采用全球30m DEM数据库提取对应经纬度的高程值，得到订单矢量范围中心的大地经纬高(B，L，H)。利用公式(6)-(8)进行坐标转换得到订单矢量中心点G的空间直角坐标(Xg，Yg，Zg)。
Xg＝NcosBcosL (6)
Yg＝NcosBsinL (7)
Zg＝N(1-e2)sinB (8)
式中：N为卯酉圈曲率半径，e为地球第一偏心率，e2＝2f-f2；f为地球的扁率，/>
(3)计算卫星高度角与方位角
利用公式(9)(10)计算卫星坐标(Xs，Ys，Zs)到订单地面点G坐标(Xg，Yg，Zg)在站心坐标系下的卫星方位角A与高度角Z，角度关系如图5所示。
其中，V＝(Xs，Ys，Zs)-(Xg，Yg，Zg)，为卫星位置至地面点G的方向矢量；(Xneu，Yneu，Zneu)＝T*V，为经过转换矩阵计算的站心坐标系下的卫星位置至地面点的方向矢量。
步骤103，计算预设预报时间区间内太阳高度角和太阳方位角所对应的第二数据集，根据所述第一数据集和第二数据集确定预设预报时间区间内指定时间所对应的高度角差值和方位角差值。
具体的，利用如下公式(11)(12)计算太阳高度角ZSolar与方位角Asolar：
式中：δ为太阳赤炜，t代表时角。
进一步，太阳赤纬的计算见公式(13)，时角计算公式见公式(14)：
δ(deg)＝0.006918-0.399912cos(b)+0.070257sin(b)-0.006758cos(2b)+0.000907sin(2b)-0.002697cos(3b)+0.00148sin(3b) (13)
t＝(T-12)×15° (14)
式中：b＝2×π×(N-1)/365，N是每年从1月1日起距计算日的天数；T为真太阳时。
作为举例，在不同应用场景中，需要在特定角度的采集遥感卫星影像，故实际应用中，第一数据集可以是根据所述中心点坐标和所述卫星轨道预报参数分别计算预设预报时间区间内满足预设成像角度要求的卫星高度角和卫星方位角所对应的数据集。
步骤104，根据预设产生水体耀斑所对应的高度角度差值取值范围和方位角度差值取值范围，以及所述高度角度差值和方位角度差值进行光学遥感卫星影像采集。
在一种可能实现的方式中，高度角度差值取值范围为[0°，30°]，方位角度差值取值范围为[140°，220°]。
作为举例，根据高景一号数据的大量实验论证，分析引起敏捷成像的影像水体耀斑成因如下：水体表面平整为类镜面反射，成像观测角度与太阳光线入射角度满足镜面反射或近镜面反射关系，即：方位角之差DiffA＝140°≤|Asolar-A|≤220°，高度角之差DiffZ＝|ZSoldr-Z|≤30°，导致水体反射能量被大量收集，进而出现耀斑。
进一步，在一种可能实现的方式中，根据预设产生水体耀斑所对应的高度角度差值取值范围和方位角度差值取值范围，以及所述高度角度差值和方位角度差值进行光学遥感卫星影像采集，包括：确定所述高度角度差值在所述高度角度差值取值范围之外，且所述方位角度差值在所述方位角度差值取值范围之外的区域；在所述区域进行光学遥感卫星影像采集。
具体的，根据预报轨道卫星坐标与商业订单矢量范围中心点的坐标，可计算出满足订单拍摄要求的轨道弧段内，每个时刻卫星成像位置的DiffA与DiffZ，如图6所示，S1-Sn代表满足订单拍摄角度要求可成像弧段的卫星位置，当进行商业订单的成像任务规划时，避免成像观测角度与太阳光线入射角度达到上述关系，可有效规避成像时水体区域因镜面或近似镜面反射产生的水体区域耀斑现象，保障商业遥感卫星影像水体应用质量。
进一步，为了验证本申请所提供的光学遥感卫星影像水体耀斑规避的效果，下面以高景一号卫星为例对本申请实施例所提供方案的效果进行说明。
例如，成像日期分别为2021年3月2号、2021年3月16号的高景一号卫星01星对同一水体区域、不同成像角度的L1B级数据，即经过辐射校正与传感器校正的影像产品。其中影像1水体耀斑订单影像数据，影像2为角度规避后重新拍摄订单影像数据，具体的验证数据成像角度如图表1所示。
表1
1)、验证方法
采用本申请实施例所提供的方案对水体耀斑现象的商业订单区域，根据角度规避机理指导卫星任务规划系统重新拍摄，通过目视解译与影像DN值采样对比两次成像后的水体区域影像质量。
2)、验证结果
作为举例，以两次成像为例，两次成像分别得到遥感卫星影像1和遥感卫星影像2，其中，遥感卫星影像1和遥感卫星影像2均为多光谱遥感卫星影像，其中，多光谱遥感卫星影像包括4个谱段，分别为1、2、3以及4谱段。遥感卫星影像1成像规划时未采用本申请实施例所提供的方案进行角度规避，遥感卫星影像2成像规划时采用本申请实施例所提供的方案进行角度规避。多光谱遥感卫星影像验证结果参见如图7a、图7b、图7c、图8a、图8b以及图8c所示，其中，图7a表示本申请实施例提供的一种遥感卫星影像1中3、2、1谱段的合成图；图7b表示本申请实施例提供的一种遥感卫星影像1中4、3、2谱段的合成图；图7c表示本申请实施例提供的一种遥感卫星影像1的全色图；图8a表示本申请实施例提供的又一种遥感卫星影像2中3、2、1谱段的合成图；图8b表示本申请实施例提供的又一种遥感卫星影像2中4、3、2谱段的合成图；图8c表示本申请实施例提供的又一种遥感卫星影像2的全色图。
3)、验证结果分析
具体的验证结果分析参见图9a和图9b所示。图9a表示本申请实施例提供的一种遥感卫星影像1的DN分布图；图9b表示本申请实施例提供的又一种遥感卫星影像2的DN分布图。由于图9a所示的遥感卫星影像1由于卫星成像规划时未采用本申请实施例所提供的方案进行角度规避计算，成像时卫星高度角、方位角与太阳方位角、高度角的角度之差近乎满足镜面反射，导致水体区域出现明显耀斑现象，影像水体区域DN值普遍达到2000以上；图9b所示的遥感卫星影像2采用本申请实施例所提供的方案进行角度规避重新成像后，相同水体区域无耀斑现象发生，DN值全部在1000以下，有效保障遥感影像水体相关应用质量。
本申请实施例所提供的方案中，一方面规避高度角差值在预设产生水体耀斑所对应的高度角度差值取值范围内，且方位角差值在方位角度差值取值范围内生成光学遥感卫星影像，进而避免在光学遥感卫星影像中生成水体耀斑。
参见图10，本申请提供一种计算机设备，该计算机设备，包括：
存储器1001，用于存储至少一个处理器所执行的指令；
处理器1002，用于执行存储器中存储的指令执行图1所述的方法。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种规避光学遥感卫星影像水体耀斑的方法，其特征在于，包括：
获取当前成像待采集矢量区域的中心点坐标、星载双频GPS观测数据、GPS导航卫星轨道参数、钟差参数和环境参数，根据所述GPS观测数据、GPS导航卫星轨道参数、钟差参数和环境参数推算预设预报时间区间内的卫星轨道预报参数；
根据所述中心点坐标和所述卫星轨道预报参数分别计算预设预报时间区间内卫星高度角和卫星方位角所对应的第一数据集；
计算预设预报时间区间内太阳高度角和太阳方位角所对应的第二数据集，根据所述第一数据集和第二数据集确定预设预报时间区间内指定时间所对应的高度角差值和方位角差值；
根据预设产生水体耀斑所对应的高度角度差值取值范围和方位角度差值取值范围，以及所述高度角度差值和方位角度差值进行光学遥感卫星影像采集。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，获取当前成像待采集矢量区域的中心点坐标，包括：
若当前成像待采集矢量区域为规则区域，则计算该规则区域的中心点坐标；或
若当前成像待采集矢量区域为非规则区域，则获取当前成像待采集矢量区域预设的中心点坐标。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述GPS观测数据、GPS导航卫星轨道参数、钟差参数和空间环境参数推算预设预报时间区间内的卫星轨道预报参数，包括：
根据卫星轨道类型、卫星表面参数、星载接收机天线参数以及姿态模式选取动力学模型，根据所述动力学模型构建高精度动力学补偿模型；
根据所述GPS观测数据以及钟差参数确定指定时间所对应的由GPS伪距和载波相位观测值组成第一观测组合值并构建卫星观测值方程；
根据卫星观测值方程采用简化动力学方法完成卫星精密定轨确定当前采集光学遥感卫星影像当天的卫星轨道参数；
根据所述卫星轨道参数进行多次轨道拟合得到下一日预设预报时间区间内的拟合轨道，输出拟合轨道的轨道预报参数文件，其中，轨道预报参数文件包含下一日预设预报时间区间内每一秒所对应的卫星轨道预报参数。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，根据所述GPS观测数据以及钟差参数确定指定时间所对应的由GPS伪距和载波相位观测值组成的第一观测组合值，包括：
根据所述钟差参数以及所述GPS观测数据确定GPS时间系统中每分钟0秒和30秒所对应的双频GPS伪距和载波相位观测值，根据所述双频GPS伪距和载波相位观测值得到第一观测组合值。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，根据所述卫星轨道参数进行多次轨道拟合得到下一日预设预报时间区间内的拟合轨道，包括：
对卫星轨道参数积分获取预设预报时间区间内的卫星状态，根据预设轨道拟合算法和卫星状态进行多次轨道拟合得到下一日预设预报时间区间内的拟合轨道。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，根据所述中心点坐标和所述卫星轨道预报参数分别计算预设预报时间区间内卫星高度角和卫星方位角所对应的第一数据集，包括：
根据所述中心点坐标确定该中心点在大地坐标系的经纬度，根据所述经纬度构建大地坐标系到站心坐标的转换矩阵以及计算得到所述中心点的空间直角坐标；
在站心坐标系下，获取预设预报时间区间内卫星的位置参数，根据所述位置参数到所述空间直角坐标确定卫星方位角和高度角所对应的第一数据集。
7.如权利要求1～6任一项所述的方法，其特征在于，高度角度差值取值范围为[0°,30°]，方位角度差值取值范围为[140°,220°]。
8.如权利要求1～6任一项所述的方法，其特征在于，根据预设产生水体耀斑所对应的高度角度差值取值范围和方位角度差值取值范围，以及所述高度角度差值和方位角度差值进行光学遥感卫星影像采集，包括：
确定所述高度角度差值在所述高度角度差值取值范围之外，且所述方位角度差值在所述方位角度差值取值范围之外的区域；
在所述区域进行光学遥感卫星影像采集。
9.一种电子设备，其特征在于，包括：
存储器，用于存储至少一个处理器所执行的指令；
处理器，用于执行存储器中存储的指令执行如权利要求1-6任一项所述的方法。
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