CN115270643A - 基于观测能效最优的光测设备空间目标测量站址选取系统及方法 - Google Patents

基于观测能效最优的光测设备空间目标测量站址选取系统及方法 Download PDF

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CN115270643A CN202211044092.4A CN202211044092A CN115270643A CN 115270643 A CN115270643 A CN 115270643A CN 202211044092 A CN202211044092 A CN 202211044092A CN 115270643 A CN115270643 A CN 115270643A
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Abstract

基于观测能效最优的光测设备空间目标测量站址选取方法，涉及光电观测设备布站优化领域，解决现有站址选取方法仅针对固定弹道目标观测，而当待观测目标弹道改变后则需要重新计算最优站址等问题，选取系统包括预设信息输入单元、目标轨道仿真单元、可观测性评估单元、交会仿真单元、观测效能评估单元和站址推荐单元；本发明方法通过构建基于观测时长、交会时长及交会综合打分情况的待优化函数，利用粒子群优化算法，在给定站址选取范围内进行迭代优化，最终给出一组选址的最优解，为站址的最终选择提供指导意义。

Description

基于观测能效最优的光测设备空间目标测量站址选取系统及 方法
技术领域
本发明涉及光电观测设备布站优化领域，具体涉及一种基于观测能效最优的光测设备空间目标测量站址选取方法。
背景技术
随着各国空间技术的发展，多种类型的空间目标被发射进入太空，为保障国家安全并对己方卫星状态进行实时监控，空间目标监视系统起着基础性与关键性作用。空间目标主要指卫星，包括工作的卫星和不工作的卫星，同时也包括各种空间碎片，如进入空间轨道的助推火箭、保护罩和其他物体，还包括进入地球外层空间的各种宇宙飞行物，如彗星和小行星。空间目标监视意义重大，不仅可以帮助确定潜在敌人的空间能力，还可以预测空间物体的轨道，对可能发生的碰撞和对己方空间系统的攻击进行告警等。地基光电探测设备是其重要组成设备，具备较高的测量精度，单台光电探测设备只能测量目标的角度信息，无法获取目标的距离信息，通过两台或更多的光测设备进行交会测量，可以获取目标的三维位置，完成对空间目标轨道参数的确定。多台光电探测设备站址的选取，关系到整个系统的使用效能。现有的站址选取方法为从多个备选站址中，考虑多种影响最终定性的给出最优站址，目前需要一种定量衡量站址选取优劣的方法。
地基光电探测设备是空间目标监视系统的重要组成设备，能够提供空间目标相对测量站的角度信息，具有较高的测量精度。多台光测设备进行交会测量可以得到目标的三维位置，为空间目标编目提供数据。多台设备的站址选取对最终系统的工作效能有较大的影响，但现有关于光电设备的站址选取方法较少，大多凭借业务人员经验定性的从多个备选站址中进行挑选。
现有的光电观测设备站址优化方法，针对的观测目标都是靶场导弹。由于靶场测量的特点，每一发任务前，具备大量的时间对新目标的最优观测站址重新计算并作出调整。因此现有的方法都是对某一目标的固定弹道进行的优化，同时导弹目标相较空间目标的距离近，因此各方法未过多的关注作用距离对可观测性的影响，将关注的重点集中在测量精度上，现有方法无法对空间目标监视设备的站址选取提供较好的支撑。
近年来，人们对光电经纬仪的优化布站进行了大量研究。周慧在《靶场光电经纬仪最优布站方法研究》中，以导弹的靶场测量为背景，以靶场光电经纬仪的站址最优选择为目标，将提高系统在关键点的测量精度与发挥光测系统的最大潜能为优化原则，给出了一种最优布站方案。该方案是对经纬仪站址选择的一种指导方法，但是关注的目标为导弹，同时提出的方法只是对某一批固定弹道目标有较好的观测效果，当待观测目标弹道改变后需要重新计算最优站址。
现有专利CN111832165A《一种测控设备布站优化方法及装置》，提供了一种使交会测量误差分布均匀且整个观测过程中交会测量总精度最高的方法，将测量精度、跟踪精度以及逆光情况作为约束条件，使用自适应遗传算法给出最优布站方案。该专利关注的是某一条事先给出弹道的导弹目标，当目标弹道改变后，需要重新计算站址。
空间目标监视设备也需要给出一种站址选取方法，针对这一需求，本发明提出了一种基于观测效能最优的光测设备站址选取方法，且该方法是用于空间目标监视的一种站址选取方法。与现有的针对导弹的站址优化方法不同，空间目标监视设备需要不断的对大量卫星进行监视测量，无法频繁改变站址，因此本方法给出了一种适用于大量待观测空间目标的综合最优观测站址的方法。
发明内容
本发明为解决现有站址选取方法仅针对固定弹道目标观测，而当待观测目标弹道改变后则需要重新计算最优站址等问题，提供一种基于观测能效最优的光测设备空间目标测量站址选取系统及方法。
基于观测能效最优的光测设备空间目标测量站址选取系统，该系统包括预设信息输入单元、目标轨道仿真单元、可观测性评估单元、交会仿真单元、观测效能评估单元、站址推荐单元；
所述预设信息输入单元用于输入空间目标轨道信息、各站点位置信息、布设光测设备的数量、各台光测设备的探测能力、预观测时间段信息、备选站址位置或无备选站址时站址选取的范围；根据输入的备用站址及光测设备的数量，通过遍历后给出所有布站的信息；
所述目标轨道仿真单元根据所述预设信息输入单元中输入的空间目标轨道信息，仿真出各空间目标在给定时间段内的目标轨道；并通过坐标变化，计算每个空间目标在观测时间段内相对于各观测点的极坐标信息，即：方位、俯仰、距离值；
所述可观测性评估单元根据所述目标轨道仿真单元获得的各空间目标相对于各观测点的极坐标信息以及根据太阳夹角、不同天光背景下光测设备的作用距离，对各时间点的可观测性进行评估，并记录在不同观测点下对全部待观测空间目标的可观测弧段；
所述交会仿真单元根据所述可观测性评估单元获得的可观测弧段及预设信息输入单元输入的站址位置，计算每种布站方案的交会时长；同时参照观测效能权重表统计不同交会角度下的交会观测效能；
所述观测效能评估单元分别统计多种布站组合下，对待观测空间目标的观测总时长、交会总时长以及交会综合评分，获得最优的布站选择。
基于观测能效最优的光测设备空间目标测量站址选取方法，该方法通过所述的基于观测能效最优的光测设备空间目标测量站址选取系统实现，该方法的具体过程如下：
步骤一、计算各目标相对于站址的可观测弧段；
步骤二、空间目标交会测量原理及交会总时长的计算；
步骤三、不同交会角度下的观测效能权重；
步骤四、观测效能的综合衡量；
步骤五、备选站址情况下的站址推荐。
本发明的有益效果：
本发明所述的站址选取方法，该方法充分考虑不同天空背景亮度下设备的作用距离，优化的重点是多台观测设备对空间目标的观测总时长、多站的交会总时长以及交会角度分布情况。本发明为新的空间目标监视设备的站址选择定量的提供了手段与依据。
本发明在目前的站址选取方法只针对靶场弹道导弹的问题，提出了空间目标测量下的站址优化方法，不只考虑一条弹道的测量效果，而是统计性的分析大量需要观测的空间目标，给出一个综合最优的选址方案。
本发明对于光测设备进行空间目标测量，站址选择大多以定性的角度进行考虑，以观测效能最优的角度进行设计，可以定量的比较不同布站方案的效果。
本发明可解决无备选站址情况下的站址推荐，通过构建以观测效能最优为准则的待优化函数，使用粒子群优化算法在给定的布站区域内搜索出最优的布站方案，给后续站址的确定提供理论依据。
附图说明
图1为本发明所述的基于观测能效最优的光测设备空间目标测量站址选取方法的原理框图；
图2为本发明所述的基于观测能效最优的光测设备空间目标测量站址选取方法的流程图；
图3为各坐标系转换关系示意图；
图4为空间目标交会测量原理图。
具体实施方式
结合图1至图4说明本实施方式，基于观测能效最优的光测设备空间目标测量站址选取系统，该系统由多个功能单元组成，各功能单元共同协作完成最终的最优站址选择，各单元之间的工作顺序如图1所示。现对各单元进行介绍：
预设信息输入单元101；
本单元完成前期的信息输入功能。想要获取最优的观测性能对应的站址，需要提供用户关注的空间目标轨道信息、布设光测设备的数量、各台光测设备的探测能力、预观测时间段信息、备选站址位置或无备选站址时站址选取的范围。根据输入的备用站址及设备数量，通过遍历，给出所有布站的可能情况，后续对每种情况评价观测效能。
目标轨道仿真单元102；
根据预设信息输入单元101中输入的空间目标轨道信息，本单元仿真推演出各目标在给定时间段内的目标轨道。并通过坐标变化，给出每颗目标在观测时间段内相对于各观测点的极坐标信息，即方位、俯仰、距离信息。
可观测性评估单元103；
本单元在目标轨道仿真单元102给出的目标相对测站的方位、俯仰、距离信息基础上，考虑设备在不同天空背景下的作用距离及需要规避太阳夹角的问题，对各时间点的可观测性进行评估，并记录在不同观测点下，对全部待观测目标的可观测弧段。
交会仿真单元104；
本单元根据交会测量的原理，根据交会角度对定位精度的影响，给出一份不同交会夹角下的观测效能权重值。针对每一颗待观测空间目标，本单元考虑可观测性评估单元103保留的可观测弧段是否有交会情况，并计算每颗目标在多种布站组合下，给定的观测时间段内的总交会时长。同时参照观测效能权重表统计不同交会角度下的交会观测效能；
观测效能评估单元105；
分别统计多种布站组合下，对待观测空间目标的测量总时长、交会总时长以及交会综合打分情况，给出最优的布站选择。
站址推荐单元106；
当预设信息输入单元101并未输入备选站址时，需要根据设备数量信息，在给定的站址选取范围内进行选取。本发明通过构建基于观测时长、交会时长及交会综合打分情况的待优化函数，利用粒子群优化算法，在给定站址选取范围内进行迭代优化，最终给出一组选址的最优解，为站址的最终选择提供指导意义。
具体实施方式二、结合图1至图4说明本实施方式，基于观测效能最优的光测设备空间目标测量站址选取方法，流程图如图2所示。
一、计算各目标相对于站址的可观测弧段
根据预设信息输入单元101提供的目标轨道信息、各站点位置信息及预设的观测时间段信息，目标轨道仿真单元102，利用SGP4/SDP4模型计算在未来预设的时间段内各时刻下每一个待观测空间目标相对于备选站址的方位、俯仰、距离值。
双行轨道元素，由北美防空司令部(North American Air Defense Command，NORAD)开发，是在一般摄动理论的基础上生成的可以对空间飞行目标的位置进行预测的开普勒根数轨道数据。双行轨道元素考虑了多种空间因素影响，其数据采用特定方法除去了周期扰动项，为了使计算结果更精确，必须使用采用同样的方法重构这些被除去的周期扰动项的预测模型，所以预测模型选用NORAD发布的SGP4/SDP4(Simplified GeneralPerturbation Version 4/Simplified Deep-space Perturbation Version 4)模型。SGP4模型是对时间输入的解析模型，比较适用于周期小于225min的近地卫星，结合TLE初值后可计算任何时刻的近地卫星位置，SDP4模型适用于周期大于255min的中高轨卫星，同样结合TLE初值后可计算任何时刻的近地卫星位置。
采用SGP4/SDP4模型计算出的卫星位置是在真赤道、平春分点(True EquatorTrue Equinox，TEME)坐标系下的坐标，而可观测性判断需要待观测空间目标相对站址的俯仰角信息，因此需要进行坐标系的转换。
TEME坐标系转换到相对于站址观测的距离-方位角-俯仰角(Range-Azimuth-Elevation，RAE)坐标系的步骤是：首先通过TLE找到TEME坐标系中的位置矢量，并且得到旋转矩阵Rx,Ry,Rz，使用相关公式求出地心惯性坐标系(J2000坐标系)中对应的位置矢量后再转化为地心地固(Earth-Centered Earth-Fixed，ECEF)坐标系中对应的位置矢量，最后将其转化为相对于观测站的RAE值，坐标转换的步骤如图3所示。
a)TEME坐标系与J2000坐标系转换
设TEME坐标系和J2000坐标系下的位置矢量分别为
Figure BDA0003821816320000061
和
Figure BDA0003821816320000062
则
Figure BDA0003821816320000063
的计算公式为：
Figure BDA0003821816320000064
其中Ri(θ)为旋转矩阵，表示绕i轴旋转θ角度，P和N分别为岁差矩阵和章动矩阵，P、N和EQ的计算公式分别为：
P＝Rz(ξ)Ry(-θ)Rz(Z)
Figure BDA0003821816320000065
Figure BDA0003821816320000066
Figure BDA0003821816320000067
其中ξ、θ、Z为岁差参数，
Figure BDA0003821816320000068
为平黄赤夹角，ΔΨ1980为黄经章动，ε为黄赤夹角，Ω为月球平黄经，表达式分别为：
ξ＝2306″.2181T+0″.30188T2+0″.017998T3
θ＝2004″.3109T+0″.42665T2+0″.041833T3
Z＝2306″.2181T+1″.09468T2+0″.018203T3
Ω＝125.04452222°-6962890.5390″T+7.455T2+0.0008T3
Figure BDA0003821816320000071
Figure BDA0003821816320000072
其中T是从历元J2000到观测历元t的儒略世纪数，ΔΨ、Δε分别是黄经章动和夹角章动，其计算来自IAU1980给出的章动序列，章动序列及T的计算公式是：
ΔΨ1980＝ΔΨ+δΔΨ1980
Figure BDA0003821816320000073
ap(T)＝k1a1+k2a2+k3a3+k4a4+k5a5
Figure BDA0003821816320000074
其中JD(t)是观测历元t时刻的儒略日，Ai,Bi,Ai′,Bi′,Ki分别为106阶章动序列中的值，a1是月球平近点角，a2是太阳平近点角，a3是月球平交点距，a4是日月平角距，a5＝Ω是月球平黄经，其数值由如下矩阵得出：
Figure BDA0003821816320000075
b)J2000坐标系与ECEF坐标系转换；
设ECEF坐标系和J2000坐标系下的位置适量分别为
Figure BDA0003821816320000076
和
Figure BDA0003821816320000077
则两者的关系为：
Figure BDA0003821816320000078
其中P、N、B2、B1分别为惯性系向地固系的岁差、章动、地球自转、地球极移等矩阵，均起到坐标转换作用。
其中P、N的计算公式与a)中所述一致，B2和B1的计算公式如下所示：
B2＝RZ(-GST)
B1＝Rx(Yp)Ry(Xp)
GST＝GMST+ΔΨcosεA+0″.000063sin2Ω
其中Rx、Ry、Rz、ΔΨ、Ω与a)中所述一致，Xp、Yp为极移值，数值可以从IERS Notes中获取，GMST为观测瞬间格林尼治视的恒星时。
c)ECEF坐标系转换为相对观测站的RAE坐标系；
设位置矢量
Figure BDA0003821816320000081
在ECEF坐标系下的坐标为P(X,Y,Z)，对应其相对观测站站址S(B,L,H)的观测距离、方位角、俯仰角分别为R、A、E。
Figure BDA0003821816320000082
A＝arctan(zt/xt)*180/π
E＝arcsin(yt/R)*180/π
其中：
xt＝(-sinB*cosL*(X-xg)-sinB*sinL*(Y-yg)+cosB*(Z-zg))
yt＝(cosB*cosL*(X-xg)+cosB*sinL*(Y-yg)+sinB*(Z-zg))
zt＝(-sinL*(X-xg)+cosL*(Y-yg))
xg＝(N+H)*cosB*cosL
yg＝(N+H)*cosB*sinL
zg＝(N*(1-e2)+H)*sinB
Figure BDA0003821816320000083
a为选用地球椭球模型的长半径，e2为选用地球椭球模型对应的曲率，可以根据使用的坐标系自行查找参数值。
将所有待观测空间目标的双行轨道元素带入SGP4/SDP4模型中，利用SGP4/SDP4模型可以预测未来一定时间内任意时刻待观测空间目标相对备选站址的方位、俯仰、距离信息。根据预设信息输入单元101记录的设备作用距离，保证作用距离要大于目标距离及俯仰要大于0°的要求，初步筛选出针对每一颗空间目标，各备选站址下的可观测弧段。
以上初步选取的可观测弧段并未考虑太阳对设备观测性能的影响(设备视轴与太阳夹角过小会影响设备的成像效果，无法完成目标识别检测，同时长时间在太阳直射的环境下工作会灼伤探测器，
可观测性评估单元103要在已经挑选出的可观测弧段内舍去目标-设备站址-太阳间夹角小于20°的弧段(不能直视太阳)，以保护探测器。同时光测设备对空间目标的作用距离与天空背景亮度有关系，因此要根据预设的各时刻下设备的探测距离，对可观测弧段进一步筛选。
经过以上步骤筛选后的可观测弧段，被认定为最终可探测到目标的有效弧段。
二、空间目标交会测量原理及交会总时长的计算；空间目标多站交会原理如图4所示，利用了两台光测设备的单站测角结果，进行空间几何计算，可以计算出最终目标的三维位置。求解该模型的算法主要为：“L”公式或“K”公式法，以及利用最小二乘解的线-线交会定位方法。当两台设备能够共同测量到目标，且形成的交会角度在30°-150°范围内，此时的交会定位结果可以被采信。某一目标被交会测量的总时长就是满足上述条件的时长。
三、不同交会角度下的观测效能权重；
通过给出的空间目标交会测量的原理，通过交会测量，弥补了单台光测设备只能进行角度测量的不足，可获取到空间目标的绝对位置信息。交会结果精度高，有利于中心最终的空间目标编目定轨，因此交会时长是衡量光测设备整体观测效能的重要指标。但不同交会夹角下定位的精度有所不同，交会角度示意图如图4所示，交会角度在90°时交会精度最高，交会精度随交会角度远离90°而降低。为了提高本空间目标测量站址选取方法的计算效率，以10°的间隔评估交会角度对测量精度的影响。最终交会仿真单元104给出了不同交会角度下的观测效能权重。如表1：不同交会角度下的观测效能权重选取。
表1
Figure BDA0003821816320000091
Figure BDA0003821816320000101
四、观测效能的综合衡量
在无法完成交会测量时，单台设备的角度测量数据依旧重要，中心可以综合雷达的测量信息及其他数据处理方法，利用单台设备的观测角度信息完成目标定轨。当布站方案中存在交会测量可能时，交会的时长、以及交会的夹角分布情况就需要作为衡量布站方案效果的因素。
站址的选取最终依赖于各方案的观测效能。观测效能受以下因素的综合影响：1、系统内各台设备的观测总时长2、多台设备的交会总时长3、交会角度分布综合打分情况。
观测效能评估单元105，最终使用的观测效能评价函数如下：
Figure BDA0003821816320000102
上式中，k为当前的方案编号，N为本次评估使用的空间目标数量。
f1(i)可选值为0、1，与其他方案相比当前方案对空间目标i的单站观测总时长最长时，该方案取1，其余方案取0。
f2(i)可选值为0、1，与其他方案相比当前方案对空间目标i的交会总时长最长时，该方案取1，其余方案取0。
f3(i)可选值为0、1，与其他方案相比当前方案对空间目标i的交会时长乘以对应交会角度区间的权重(表1)，最终加权的结果最大时，该方案取1，其余方案取0。f3(i)由交会仿真单元104计算给出。
对所有方案进行遍历统计后，可以得出评分最高的方案，该方案的布站选择就是从观测效能最优角度考虑的最终布站方案。
五、无备选站址情况下的站址推荐；
未给出备选站址情况下，站址推荐单元106在给定的站址选取范围内进行备选站址选取。首先对事先规定的站址选取范围进行网格化划分，间隔10km，网格的交点处就是可以进行站址选择的备选站址。在无备选站址情况下，本发明不再使用遍历方法生成全部的布站方案，而是通过构建基于观测总时长、交会总时长及交会综合打分情况的待优化函数(公式1)，利用粒子群优化算法，在所有网格的交点范围内进行迭代优化，最终给出一组选址的最优解，为站址的最终选择提供指导意义。
粒子群优化算法是一种随机优化算法，其初始化为一群随机粒子，粒子在解空间中根据自身和群体信息共同决定其运动的速度和方向，通过迭代来搜寻最优解。迭代求解时每个粒子通过跟踪2个“最优解”来更新自己的速度和位置，更新方式如下:
Figure BDA0003821816320000111
Figure BDA0003821816320000112
式中：w为惯性权重；c1、c2为加速因子；r1、r2为(0,1)之间的随机数；
Figure BDA0003821816320000113
为第i个粒子在k时刻最优位置向量中的第d维分量；
Figure BDA0003821816320000114
为k时刻种群最优位置向量中的第d维分量。
粒子群优化算法的参数选择为：种群数为60，惯性权重因子w＝0.9并随着迭代次数线性递减，递减到0.4，学习因子c1＝c2＝2，最大速度vmax为网格化后在经度、纬度两个方向交点总数的1/10，迭代次数为2000次。
本实施方式所述的方法可以在备选方案挑选最优解的基础上，提出了一种无备选站址，利用粒子群优化算法进行最优站址搜索的方案。使用观测效能最优作为待优化函数，可以在给定站址选择区域内完成最优布站方案的设计，为最终布站方案确定给出理论依据。
本实施方式所述的方法相比现有的站址选取方法，关注的目标类型从靶场导弹变换为空间目标，考虑的目标数量也从单条目标的弹道变为大量的不同轨道高度、轨道倾角的空间目标。因此本发明在考虑各套选址方案的观测效能时，对不同选址方案下观测多个空间目标的整体效果进行了评估，不再是对一颗目标或一个固定的导弹弹道进行评估。
本实施方式从观测效能角度评价各套站址方案的优劣，不但考虑了单台设备的可观测弧段的时长，同时对整个观测系统进行考虑，由于多台设备进行交会测量时会得到精度较高的空间位置，因此多站的交会时长也被列为观测效能的重要指标。从交会测量的原理分析，不同交会角得到的最终数据精度有所差异，根据交会夹角的不同，本发明给出了不同交会角对应的权重值，交会角度越靠近90°交会精度越高，此时的权重值越大。因此将交会角度分布情况也作为观测效能的指标。最终观测效能由各站的观测总时长、交会总时长及交会角度分布情况组成。

Claims (7)

1.基于观测能效最优的光测设备空间目标测量站址选取系统，其特征是：该系统包括预设信息输入单元、目标轨道仿真单元、可观测性评估单元、交会仿真单元、观测效能评估单元、站址推荐单元；
所述预设信息输入单元用于输入空间目标轨道信息、各站点位置信息、布设光测设备的数量、各台光测设备的探测能力、预观测时间段信息、备选站址位置或无备选站址时站址选取的范围；根据输入的备用站址及光测设备的数量，通过遍历后给出所有布站的信息；
所述目标轨道仿真单元根据所述预设信息输入单元中输入的空间目标轨道信息，仿真出各空间目标在给定时间段内的目标轨道；并通过坐标变化，计算每个空间目标在观测时间段内相对于各观测点的极坐标信息，即：方位、俯仰、距离值；
所述可观测性评估单元根据所述目标轨道仿真单元获得的各空间目标相对于各观测点的极坐标信息以及根据太阳夹角、不同天光背景下光测设备的作用距离，对各时间点的可观测性进行评估，并记录在不同观测点下对全部待观测空间目标的可观测弧段；
所述交会仿真单元根据所述可观测性评估单元获得的可观测弧段及预设信息输入单元输入的站址位置，计算每种布站方案的交会时长；同时参照观测效能权重表统计不同交会角度下的交会观测效能；
所述观测效能评估单元分别统计多种布站组合下，对待观测空间目标的观测总时长、交会总时长以及交会综合评分，获得最优的布站选择。
2.根据权利要求1所述的基于观测能效最优的光测设备空间目标测量站址选取系统，其特征在于：还包括站址推荐单元：当预设信息输入单元未输入备选站址时，则根据光测设备数量信息，在给定的站址选取范围内进行选取。
3.基于观测能效最优的光测设备空间目标测量站址选取方法，其特征是：该方法通过权利要求1-2任意一项所述的基于观测能效最优的光测设备空间目标测量站址选取系统实现，该方法的具体过程如下：
步骤一、计算各目标相对于站址的可观测弧段；
步骤二、空间目标交会测量原理及交会总时长的计算；
步骤三、不同交会角度下的观测效能权重；
步骤四、观测效能的综合衡量；
步骤五、备选站址情况下的站址推荐。
4.根据权利要求3所述的基于观测能效最优的光测设备空间目标测量站址选取方法，其特征在于：步骤一中，根据预设信息输入单元输入的目标轨道信息、各站点位置信息及预观测时间段信息，采用目标轨道仿真单元通过SGP4/SDP4模型计算在给定的时间段内每一个待观测空间目标相对于备选站址的方位、俯仰、距离值；
根据预设信息输入单元记录的设备作用距离，初步计算每个观测点位上，各空间目标的可观测弧段；
采用可观测性评估单元根据太阳夹角、不同天光背景下光测设备的作用距离，计算最终的可观测弧段。
5.根据权利要求4所述的基于观测能效最优的光测设备空间目标测量站址选取方法，其特征在于：步骤一中，初步计算的可观测弧段，保证设备作用距离大于目标距离及俯仰角要求大于0°。
6.根据权利要求4所述的基于观测能效最优的光测设备空间目标测量站址选取方法，其特征在于：还包括在未给出备选站址时，采用站址推荐单元在给定的站址选取范围内进行备选站址选取的步骤，对事先规定的站址选取范围进行网格化划分，间隔10km，网格的交点处作为站址选择的备选站址。
7.根据权利要求4所述的基于观测能效最优的光测设备空间目标测量站址选取方法，其特征在于：步骤四中，观测效能评估单元使用的观测效能评价函数如下：
Figure FDA0003821816310000021
式中，k为当前的方案编号，N为本次评估使用的空间目标数量；
f1(i)的选值为0或1，当前布站方案对空间目标i的单站观测总时长最长时，该方案取1，其余布站方案取0；
f2(i)选值为0或1，当前布站方案对空间目标i的交会总时长最长时，该布站方案取1，其余布站方案取0；
f3(i)选值为0或1，当前布站方案对空间目标i的交会时长乘以对应交会角度区间的权重，最终加权的结果最大时，该布站方案取1，其余布站方案取0；
f3(i)由交会仿真单元计算给出；
对所有布站方案进行遍历统计后，获得评分最高的布站方案，该布站方案的选择则是从观测效能最优角度考虑的最终布站方案。
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