CN114758003A - 基于区域相交的地面非规则区域卫星过境快速预报方法 - Google Patents

基于区域相交的地面非规则区域卫星过境快速预报方法 Download PDF

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CN114758003A CN202210680448.7A CN202210680448A CN114758003A CN 114758003 A CN114758003 A CN 114758003A CN 202210680448 A CN202210680448 A CN 202210680448A CN 114758003 A CN114758003 A CN 114758003A
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Abstract

本发明公开了一种基于区域相交的地面非规则区域卫星过境快速预报方法，包括：S1：计算大地坐标系下地面非规则区域外接圆的几何位置信息；S2：根据上述几何位置信息建立地面非规则区域外接圆的几何可见性模型，并进行几何可见性判断；S3：基于步骤S2得到的几何可见性判断结果，对卫星载荷特征与地面非规则区域相交的载荷可见性进行判断，并输出对应的时刻点集合。本发明一方面利用几何模型通过代数计算大幅减少了计算量，另一方面通过引入基于外接圆的几何可见性判断快速筛选出可见窗口时段，进一步减少了计算量，提高了计算效率，从而可以实现卫星过境快速预报。

Description

基于区域相交的地面非规则区域卫星过境快速预报方法
技术领域
本发明属于卫星过境预报技术领域，具体涉及一种基于区域相交的地面非规则区域卫星过境快速预报方法。
背景技术
在宇宙空间，有各种形状和不同大小的人造地球卫星在不停地运行，它们担负着侦察敌情、传送信息、探测地球资源等任务。卫星经过地面目标区域时，在视场约束下可以观测目标的时间范围称为可见时间窗口。它是卫星对地面目标执行观测任务的基础，任何观测任务都必须在可见窗口内执行，时间窗口计算具有重要的意义，可以为地面目标提供卫星过境时段。
针对地面上的非规则区域，传统的计算方法主要是射线投影法，其通过判断射线与非规则区域是否相交来实现卫星对地面非规则区域的可见性判断。然而，该方法需要循环迭代，计算效率较慢。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种基于区域相交的地面非规则区域卫星过境快速预报方法。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：
一种基于区域相交的地面非规则区域卫星过境快速预报方法，包括：
S1：计算大地坐标系下地面非规则区域外接圆的几何位置信息；
S2：根据上述几何位置信息建立地面非规则区域外接圆的几何可见性模型，并进行几何可见性判断；
S3：基于步骤S2得到的几何可见性判断结果，对卫星载荷特征与地面非规则区域相交的载荷可见性进行判断，并输出对应的时刻点集合。
在本发明的一个实施例中，步骤S1包括：
S11：获取地面非规则区域n个顶点的经纬高坐标信息，并据此计算地面非规则区域外接圆圆心O的位置，计算公式如下：
Figure 331478DEST_PATH_IMAGE002
其中，
Figure 622520DEST_PATH_IMAGE004
、
Figure 277623DEST_PATH_IMAGE006
、
Figure 109051DEST_PATH_IMAGE008
分别表示圆心O的经纬高坐标信息，
Figure 861106DEST_PATH_IMAGE010
、
Figure 558935DEST_PATH_IMAGE012
、
Figure 262187DEST_PATH_IMAGE014
分别表示n个顶点的经纬高坐标信息，
Figure 398770DEST_PATH_IMAGE016
；
S12：找出n个顶点中与圆心O的距离最大的顶点A，计算圆心O到顶点A的球面距离，以得到地面非规则区域外接圆的半径
Figure 5332DEST_PATH_IMAGE018
。
在本发明的一个实施例中，步骤S2包括：
S21：基于卫星的空间位置信息、地心角以及所述地面非规则区域外接圆的几何位置信息建立该外接圆的几何可见性模型；
S22：根据所述几何可见性模型计算地面非规则区域外接圆半径对应的地心角
Figure 378456DEST_PATH_IMAGE020
；
S23：根据所述几何可见性模型计算不同时刻点
Figure 70469DEST_PATH_IMAGE022
对应的卫星的几何约束角
Figure DEST_PATH_IMAGE024
；
S24：计算不同时刻点
Figure DEST_PATH_IMAGE026
对应的外接圆的圆心位置、地心连线与卫星质心、地心连线的夹角
Figure DEST_PATH_IMAGE028
；
S25：当满足
Figure DEST_PATH_IMAGE030
时，则判定卫星对外接圆区域几何可见，输出对应时刻点集合
Figure DEST_PATH_IMAGE032
，
Figure DEST_PATH_IMAGE034
。
在本发明的一个实施例中，步骤S24包括：
24a) 将大地坐标系下的卫星经纬高
Figure DEST_PATH_IMAGE036
和外接圆圆心O的位置经纬高
Figure DEST_PATH_IMAGE038
转换为地心地固坐标系下的
Figure DEST_PATH_IMAGE040
和
Figure DEST_PATH_IMAGE042
；
24b) 按照下式计算不同时刻点
Figure DEST_PATH_IMAGE044
对应的外接圆圆心位置、地心连线与卫星质心、地心连线的夹角
Figure DEST_PATH_IMAGE046
：
Figure DEST_PATH_IMAGE048
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE050
表示地球半径。
在本发明的一个实施例中，步骤S3包括：
S31：在满足几何可见性的基础上，利用射线法判断卫星星下点X与地面非规则区域的位置关系；
S32：若所述卫星星下点X的位置在地面非规则区域内部，则载荷可见，输出对应的时刻点集合
Figure DEST_PATH_IMAGE052
，
Figure DEST_PATH_IMAGE054
；否则，跳转至步骤S33；
S33：计算点X到地面非规则区域的最短球面距离
Figure DEST_PATH_IMAGE056
；
S34：计算卫星圆锥载荷球面范围的半径
Figure DEST_PATH_IMAGE058
；
S35：当满足
Figure DEST_PATH_IMAGE060
时，则载荷可见，输出对应的时刻点集合
Figure 234910DEST_PATH_IMAGE062
，
Figure 695978DEST_PATH_IMAGE064
；
S36：整理
Figure 562041DEST_PATH_IMAGE066
和
Figure DEST_PATH_IMAGE068
，得到最终的卫星过境时段。
在本发明的一个实施例中，所述步骤S31包括：
在几何可见性窗口内，从卫星星下点X水平向右作射线，并与地面非规则区域相较于若干个点；
若交点个数为偶数或者0时，则点X在地面非规则区域外部；若交点个数为奇数时，则点X在地面非规则区域内部。
在本发明的一个实施例中，所述步骤S33包括：
33a) 从点X出发，在平面经纬度坐标系下计算卫星星下点到非规则区域所有顶点的距离，以得到距离最短的顶点D；
33b) 取非规则区域上以D为端点的相邻两条线段DA和DC；
33c) 计算点X到线段DA的最短距离
Figure DEST_PATH_IMAGE070
和点X到线段DC的最短距离
Figure DEST_PATH_IMAGE072
；
33d) 比较
Figure DEST_PATH_IMAGE074
和
Figure DEST_PATH_IMAGE076
的大小，并计算较小值对应的点位的经纬度坐标；
33e) 根据较小值对应的点位经纬度坐标以及点X的坐标，计算最短的球面距离
Figure DEST_PATH_IMAGE078
。
在本发明的一个实施例中，步骤33c)包括：
计算
Figure DEST_PATH_IMAGE080
和
Figure DEST_PATH_IMAGE082
的角度；
根据
Figure 557328DEST_PATH_IMAGE080
和
Figure 770135DEST_PATH_IMAGE082
的角度信息计算
Figure DEST_PATH_IMAGE084
和
Figure DEST_PATH_IMAGE086
，计算公式如下：
Figure 725190DEST_PATH_IMAGE088
Figure 998040DEST_PATH_IMAGE090
其中，E和F分别为线段DA和DC上的点。
在本发明的一个实施例中，步骤S34包括：
34a) 根据卫星的侧摆角度计算卫星圆锥载荷视场对应的地心角
Figure DEST_PATH_IMAGE092
，计算公式如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE094
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE096
为地球半径，
Figure DEST_PATH_IMAGE098
为卫星空间位置信息中的高度信息，
Figure DEST_PATH_IMAGE100
为卫星侧摆角；
34b) 根据卫星圆锥载荷视场对应的地心角
Figure DEST_PATH_IMAGE102
计算卫星圆锥载荷球面范围的半径，计算公式如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE104
。
本发明的有益效果：
本发明一方面利用几何模型通过代数计算大幅减少了计算量，另一方面通过引入基于外接圆的几何可见性判断快速筛选出可见窗口时段，进一步减少了计算量，从而可以实现卫星过境快速预报，克服了传统侦察卫星对地面非规则目标区域可见性计算中插值、循环迭代带来的计算求解较慢问题，提高了计算效率。
以下将结合附图及实施例对本发明做进一步详细说明。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种基于区域相交的地面非规则区域卫星过境快速预报方法的流程示意图；
图2是本发明实施例提供的非规则区域外接圆示意图；
图3是本发明实施例提供的基于外接圆的几何可见性模型示意图；
图4是本发明实施例提供的卫星星下点落在非规则区域内部示意图；
图5是本发明实施例提供的卫星星下点与非规则区域最短距离示意图；
图6是本发明实施例提供的射线法示意图；
图7是本发明实施例提供的点与区域的最短距离计算示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例一
请参见图1，图1是本发明实施例提供的一种基于区域相交的地面非规则区域卫星过境快速预报方法的流程示意图，其包括：
S1：计算大地坐标系下地面非规则区域外接圆的几何位置信息。
S11：获取地面非规则区域n个顶点的经纬高坐标信息，并据此计算地面非规则区域外接圆圆心O的位置。
具体的，请参见图2，图2是本发明实施例提供的非规则区域外接圆示意图。已知非规则区域有n个顶点，其经纬高坐标分别为：
Figure DEST_PATH_IMAGE106
、
Figure DEST_PATH_IMAGE108
，…
Figure DEST_PATH_IMAGE110
,则非规则区域的几何圆心O可以表示为：
Figure DEST_PATH_IMAGE112
其中，
Figure 164446DEST_PATH_IMAGE114
、
Figure 446523DEST_PATH_IMAGE116
、
Figure DEST_PATH_IMAGE118
分别表示圆心O的经纬高坐标信息，
Figure DEST_PATH_IMAGE120
、
Figure DEST_PATH_IMAGE122
、
Figure 990506DEST_PATH_IMAGE124
分别表示n个顶点的经纬高坐标信息，
Figure DEST_PATH_IMAGE126
。
S12：找出n个顶点中与圆心O的距离最大的顶点A，计算圆心O到顶点A的球面距离，以得到地面非规则区域外接圆的半径
Figure DEST_PATH_IMAGE128
。
首先，在平面经纬度坐标系下计算出O到所有顶点的距离，找出距离最大值对应的顶点A的位置
Figure DEST_PATH_IMAGE130
。将大地坐标系下的O点坐标
Figure DEST_PATH_IMAGE132
和A点坐标
Figure DEST_PATH_IMAGE134
转化为地心地固坐标系下的
Figure 391181DEST_PATH_IMAGE136
和
Figure DEST_PATH_IMAGE138
：
Figure DEST_PATH_IMAGE140
式中，
Figure DEST_PATH_IMAGE142
表示地球半径。
需要说明的是，平面经纬度坐标系为二维坐标系，其与大地坐标系下的经纬度数值一致。
然后，计算O点和A点对应的地心角
Figure DEST_PATH_IMAGE144
：
Figure DEST_PATH_IMAGE146
计算O点和A点的球面距离
Figure DEST_PATH_IMAGE148
：
Figure DEST_PATH_IMAGE150
该距离
Figure 715721DEST_PATH_IMAGE148
即可作为地面非规则区域外接圆的半径。
S2：根据上述几何位置信息建立地面非规则区域外接圆的几何可见性模型，并进行几何可见性判断。
S21：基于卫星的空间位置信息、地心角以及所述地面非规则区域外接圆的几何位置信息建立该外接圆的几何可见性模型。
具体的，请参见图3，图3是本发明实施例提供的基于外接圆的几何可见性模型示意图，其中，O e表示地心，O表示地面非规则区域外接圆的圆心，S表示卫星质心，
Figure DEST_PATH_IMAGE152
表示地面非规则区域外接圆半径对应的地心角，
Figure DEST_PATH_IMAGE154
表示卫星圆锥载荷视场对应的地心角，
Figure DEST_PATH_IMAGE156
表示地面圆形区域的圆心位置、地心连线与卫星质心、地心连线的夹角，
Figure DEST_PATH_IMAGE158
表示地球半径，R为卫星距离地心的距离。
S22：根据所述几何可见性模型计算地面非规则区域外接圆半径对应的地心角
Figure DEST_PATH_IMAGE160
。
具体的，根据图3中的几何关系，采用弧度公式可得：
Figure DEST_PATH_IMAGE162
S23：根据所述几何可见性模型计算不同时刻点对应的卫星的几何约束角
Figure DEST_PATH_IMAGE164
。
首先，基于卫星的轨道根数文件（TLE），采用SGP4轨道外推算法计算得到卫星不同时刻点
Figure DEST_PATH_IMAGE166
在空间中所处的位置，包含大地坐标系下的经度、维度和高度
Figure DEST_PATH_IMAGE168
。
然后，根据几何关系，可知：
Figure DEST_PATH_IMAGE170
则几何约束角
Figure DEST_PATH_IMAGE172
的计算公式为：
Figure DEST_PATH_IMAGE174
S24：计算不同时刻点
Figure DEST_PATH_IMAGE176
对应的外接圆的圆心位置、地心连线与卫星质心、地心连线的夹角
Figure DEST_PATH_IMAGE178
。
具体的，根据几何关系可知：
Figure DEST_PATH_IMAGE180
因此，可根据上式求解夹角
Figure DEST_PATH_IMAGE182
，具体如下：
24a) 将大地坐标系下的卫星经纬高
Figure DEST_PATH_IMAGE184
和外接圆圆心O的位置经纬高
Figure DEST_PATH_IMAGE186
转换为地心地固坐标系下的
Figure DEST_PATH_IMAGE188
和
Figure DEST_PATH_IMAGE190
，公式表示为：
Figure 467733DEST_PATH_IMAGE192
则有：
Figure 757900DEST_PATH_IMAGE194
Figure 638131DEST_PATH_IMAGE196
24b) 按照下式计算不同时刻点
Figure DEST_PATH_IMAGE198
对应的外接圆圆心位置、地心连线与卫星质心、地心连线的夹角
Figure DEST_PATH_IMAGE200
：
Figure DEST_PATH_IMAGE202
S25：当满足
Figure DEST_PATH_IMAGE204
时，则判定卫星对外接圆区域几何可见，输出对应时刻点集合
Figure DEST_PATH_IMAGE206
，
Figure DEST_PATH_IMAGE208
。
本实施例通过引入基于外接圆的几何可见性判断可以快速筛选可见窗口时段，减少了计算量，提高了计算速度。
S3：基于步骤S2得到的几何可见性判断结果，对卫星载荷特征与地面非规则区域相交的载荷可见性进行判断，并输出对应的时刻点集合。
在本实施例中，基于区域相交对载荷可见性进行分析时，卫星载荷最大覆盖范围与地面非规则区域有交集时存在以下两种情况：
情况1：卫星星下点落在非规则区域内部，则卫星载荷范围一定与非规则区域有交集，如图4所示。
情况2：卫星星下点距离非规则区域的最近距离D小于卫星载荷范围半径R，如图5所示。
因此，在满足几何可见性的基础上，进一步通过区域相交的情况判断载荷可见性。
具体的，步骤S3包括以下子步骤：
S31：在满足几何可见性的基础上，利用射线法判断卫星星下点X与地面非规则区域的位置关系。
请参见图6，图6是本发明实施例提供的射线法示意图。具体的，在几何可见性窗口内，从卫星星下点X水平向右作射线，并与地面非规则区域相较于若干个点；若交点个数为偶数或者0时，则点X在地面非规则区域外部；若交点个数为奇数时，则点X在地面非规则区域内部。
S32：若所述卫星星下点X的位置在地面非规则区域内部，则载荷可见，输出对应的时刻点集合
Figure DEST_PATH_IMAGE210
，
Figure DEST_PATH_IMAGE212
；否则，跳转至步骤S33。
S33：计算点X到地面非规则区域的最短球面距离
Figure DEST_PATH_IMAGE214
；
具体的，如果卫星星下点X不在非规则区域内部，则需要进一步计算该点X到地面非规则区域的最短球面距离
Figure 779130DEST_PATH_IMAGE214
，具体如下：
33a) 从点X出发，在平面经纬度坐标系下计算卫星星下点到非规则区域所有顶点的距离，以得到距离最短的顶点D。
33b) 取非规则区域上以D为端点的相邻两条线段DA和DC。
请参见图7，图7是本发明实施例提供的点与区域的最短距离计算示意图。
其中，点X、D以及线段DA和DC构成了△XDA和△XDC两个三角形。
33c) 计算点X到线段DA的最短距离
Figure DEST_PATH_IMAGE216
和点X到线段DC的最短距离
Figure DEST_PATH_IMAGE218
；
首先，计算
Figure DEST_PATH_IMAGE220
和
Figure DEST_PATH_IMAGE222
的角度，并判断其是否为钝角，计算公式如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE224
Figure DEST_PATH_IMAGE226
然后，根据
Figure DEST_PATH_IMAGE228
和
Figure DEST_PATH_IMAGE230
的角度信息计算
Figure DEST_PATH_IMAGE232
和
Figure DEST_PATH_IMAGE234
，计算公式如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE236
Figure DEST_PATH_IMAGE238
其中，E和F分别为线段DA和DC上的点。
33d) 比较
Figure DEST_PATH_IMAGE240
和
Figure DEST_PATH_IMAGE242
的大小，并计算较小值对应的点位的经纬度坐标；
具体的，在本实施例中，较小值对应的点位可以是D点、可以是E点，也可以是F点。
若较小值对应的点位为D点，则直返回最短距离XD和D点坐标：
Figure DEST_PATH_IMAGE244
若较小值对应的点位为E点或者F点，则根据向量
Figure DEST_PATH_IMAGE246
、
Figure DEST_PATH_IMAGE248
或
Figure DEST_PATH_IMAGE250
、
Figure DEST_PATH_IMAGE252
计算E点或者F点的经纬度坐标，并返回最短距离XE或者XF。
具体的，以E点为例，通过D点坐标和下式计算得到E点坐标：
Figure DEST_PATH_IMAGE254
Figure DEST_PATH_IMAGE256
33e) 根据较小值对应的点位经纬度坐标以及点X的坐标，计算最短的球面距离
Figure DEST_PATH_IMAGE258
。
具体的，通过经纬度坐标转化，可计算出X点到D点、或E点、或F点的实际球面距离
Figure DEST_PATH_IMAGE260
、
Figure DEST_PATH_IMAGE262
或
Figure DEST_PATH_IMAGE264
，并将其作为卫星星下点X距离非规则区域的最短距离为
Figure 256204DEST_PATH_IMAGE258
。
S34：计算卫星圆锥载荷球面范围的半径
Figure DEST_PATH_IMAGE266
。
34a) 根据卫星的侧摆角度计算卫星圆锥载荷视场对应的地心角
Figure DEST_PATH_IMAGE268
，计算公式如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE270
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE272
为地球半径，
Figure DEST_PATH_IMAGE274
为卫星空间位置信息中的高度信息，
Figure DEST_PATH_IMAGE276
为卫星侧摆角；
34b) 根据卫星圆锥载荷视场对应的地心角
Figure DEST_PATH_IMAGE278
计算卫星圆锥载荷球面范围的半径，计算公式如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE280
S35：当满足
Figure DEST_PATH_IMAGE282
时，则载荷可见，输出对应的时刻点集合
Figure DEST_PATH_IMAGE284
，
Figure DEST_PATH_IMAGE286
；
S36：整理
Figure DEST_PATH_IMAGE288
和
Figure 856337DEST_PATH_IMAGE284
，得到最终的卫星过境时段。
本发明一方面利用几何模型通过代数计算大幅减少了计算量，另一方面通过引入基于外接圆的几何可见性判断快速筛选出可见窗口时段，进一步减少了计算量，从而可以实现卫星过境快速预报，克服了传统侦察卫星对地面非规则目标区域可见性计算中插值、循环迭代带来的计算求解较慢问题，提高了计算效率。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种基于区域相交的地面非规则区域卫星过境快速预报方法，其特征在于，包括：
S1：计算大地坐标系下地面非规则区域外接圆的几何位置信息；
S2：根据上述几何位置信息建立地面非规则区域外接圆的几何可见性模型，并进行几何可见性判断；
S3：基于步骤S2得到的几何可见性判断结果，对卫星载荷特征与地面非规则区域相交的载荷可见性进行判断，并输出对应的时刻点集合。
2.根据权利要求1所述的基于区域相交的地面非规则区域卫星过境快速预报方法，其特征在于，步骤S1包括：
S11：获取地面非规则区域n个顶点的经纬高坐标信息，并据此计算地面非规则区域外接圆圆心O的位置，计算公式如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE001
其中，
Figure 45697DEST_PATH_IMAGE002
、
Figure DEST_PATH_IMAGE003
、
Figure 66611DEST_PATH_IMAGE004
分别表示圆心O的经纬高坐标信息，
Figure DEST_PATH_IMAGE005
、
Figure 334693DEST_PATH_IMAGE006
、
Figure DEST_PATH_IMAGE007
分别表示n个顶点的经纬高坐标信息，
Figure 30248DEST_PATH_IMAGE008
；
S12：找出n个顶点中与圆心O的距离最大的顶点A，计算圆心O到顶点A的球面距离，以得到地面非规则区域外接圆的半径
Figure DEST_PATH_IMAGE009
。
3.根据权利要求1所述的基于区域相交的地面非规则区域卫星过境快速预报方法，其特征在于，步骤S2包括：
S21：基于卫星的空间位置信息、地心角以及所述地面非规则区域外接圆的几何位置信息建立该外接圆的几何可见性模型；
S22：根据所述几何可见性模型计算地面非规则区域外接圆半径对应的地心角
Figure 694317DEST_PATH_IMAGE010
；
S23：根据所述几何可见性模型计算不同时刻点
Figure DEST_PATH_IMAGE011
对应的卫星的几何约束角
Figure 948449DEST_PATH_IMAGE012
；
S24：计算不同时刻点
Figure DEST_PATH_IMAGE013
对应的外接圆的圆心位置、地心连线与卫星质心、地心连线的夹角
Figure 697968DEST_PATH_IMAGE014
；
S25：当满足
Figure DEST_PATH_IMAGE015
时，则判定卫星对外接圆区域几何可见，输出对应时刻点集合
Figure 993952DEST_PATH_IMAGE016
，
Figure DEST_PATH_IMAGE017
。
4.根据权利要求3所述的基于区域相交的地面非规则区域卫星过境快速预报方法，其特征在于，步骤S24包括：
24a) 将大地坐标系下的卫星经纬高
Figure 709929DEST_PATH_IMAGE018
和外接圆圆心O的位置经纬高
Figure DEST_PATH_IMAGE019
转换为地心地固坐标系下的
Figure 134963DEST_PATH_IMAGE020
和
Figure DEST_PATH_IMAGE021
；
24b) 按照下式计算不同时刻点
Figure 371779DEST_PATH_IMAGE022
对应的外接圆圆心位置、地心连线与卫星质心、地心连线的夹角
Figure DEST_PATH_IMAGE023
：
Figure 409136DEST_PATH_IMAGE024
其中，
Figure 906851DEST_PATH_IMAGE025
表示地球半径。
5.根据权利要求3所述的基于区域相交的地面非规则区域卫星过境快速预报方法，其特征在于，步骤S3包括：
S31：在满足几何可见性的基础上，利用射线法判断卫星星下点X与地面非规则区域的位置关系；
S32：若所述卫星星下点X的位置在地面非规则区域内部，则载荷可见，输出对应的时刻点集合
Figure 66568DEST_PATH_IMAGE026
，
Figure 858856DEST_PATH_IMAGE027
；否则，跳转至步骤S33；
S33：计算点X到地面非规则区域的最短球面距离
Figure 824538DEST_PATH_IMAGE028
；
S34：计算卫星圆锥载荷球面范围的半径
Figure 881486DEST_PATH_IMAGE029
；
S35：当满足
Figure 445061DEST_PATH_IMAGE030
时，则载荷可见，输出对应的时刻点集合
Figure 282567DEST_PATH_IMAGE031
，
Figure 786360DEST_PATH_IMAGE032
；
S36：整理
Figure 461930DEST_PATH_IMAGE033
和
Figure 760187DEST_PATH_IMAGE034
，得到最终的卫星过境时段。
6.根据权利要求5所述的基于区域相交的地面非规则区域卫星过境快速预报方法，其特征在于，所述步骤S31包括：
在几何可见性窗口内，从卫星星下点X水平向右作射线，并与地面非规则区域相较于若干个点；
若交点个数为偶数或者0时，则点X在地面非规则区域外部；若交点个数为奇数时，则点X在地面非规则区域内部。
7.根据权利要求5所述的基于区域相交的地面非规则区域卫星过境快速预报方法，其特征在于，所述步骤S33包括：
33a) 从点X出发，在平面经纬度坐标系下计算卫星星下点到非规则区域所有顶点的距离，以得到距离最短的顶点D；
33b) 取非规则区域上以D为端点的相邻两条线段DA和DC；
33c) 计算点X到线段DA的最短距离
Figure 521208DEST_PATH_IMAGE035
和点X到线段DC的最短距离
Figure 766375DEST_PATH_IMAGE036
；
33d) 比较
Figure 48450DEST_PATH_IMAGE037
和
Figure 783188DEST_PATH_IMAGE038
的大小，并计算较小值对应的点位的经纬度坐标；
33e) 根据较小值对应的点位经纬度坐标以及点X的坐标，计算最短的球面距离
Figure 267390DEST_PATH_IMAGE039
。
8.根据权利要求7所述的基于区域相交的地面非规则区域卫星过境快速预报方法，其特征在于，步骤33c)包括：
计算
Figure 877101DEST_PATH_IMAGE040
和
Figure DEST_PATH_IMAGE041
的角度；
根据
Figure 700832DEST_PATH_IMAGE040
和
Figure 42689DEST_PATH_IMAGE041
的角度信息计算
Figure 76504DEST_PATH_IMAGE042
和
Figure 162009DEST_PATH_IMAGE043
，计算公式如下：
Figure 964880DEST_PATH_IMAGE044
Figure 979104DEST_PATH_IMAGE045
其中，E和F分别为线段DA和DC上的点。
9.根据权利要求5所述的基于区域相交的地面非规则区域卫星过境快速预报方法，其特征在于，步骤S34包括：
34a) 根据卫星的侧摆角度计算卫星圆锥载荷视场对应的地心角
Figure 4610DEST_PATH_IMAGE046
，计算公式如下：
Figure 129692DEST_PATH_IMAGE047
其中，
Figure 488867DEST_PATH_IMAGE048
为地球半径，
Figure 736308DEST_PATH_IMAGE049
为卫星空间位置信息中的高度信息，
Figure 682399DEST_PATH_IMAGE050
为卫星侧摆角；
34b) 根据卫星圆锥载荷视场对应的地心角
Figure 172024DEST_PATH_IMAGE051
计算卫星圆锥载荷球面范围的半径，计算公式如下：
Figure 152749DEST_PATH_IMAGE052
。
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