CN115833924A - 一种针对铁路遥感探测的卫星控制方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种针对铁路遥感探测的卫星控制方法和装置，属于卫星控制技术领域，方法包括：基于用户发送的第一铁路探测任务确定对应的第一目标探测区域，基于各卫星的轨道信息及对应的载荷状态信息确定各卫星对应的可观测区域，基于各卫星对应的可观测区域与第一目标探测区域的比对结果确定符合要求的目标卫星，确定目标卫星的当前探测区域集合中是否存在与第一目标探测区域重合的第二目标探测区域，若存在，确定第二目标探测区域对应的第二铁路探测任务在目标卫星的当前探测任务序列中的位置，并将第一铁路探测任务插入相同位置，基于更新的探测任务序列控制目标卫星依次执行对应的探测任务。本发明能确保铁路遥感探测的准确性和效率。

Description

一种针对铁路遥感探测的卫星控制方法和装置

技术领域

本发明涉及卫星控制技术领域，更具体的说是涉及针对铁路遥感探测的卫星控制方法和装置。

背景技术

近年来，随着高分辨率遥感监测技术的发展，遥感图像的分辨率最高已达亚米级。遥感技术在高精度地物参数反演方面取得了长足的进步，在高精度基础地理测绘、地物检测识别等方面发挥着越来越重要的作用。

随着铁路线路建设和运维里程的不断增长，对于遥感探测技术的需求也越来越大。现有的遥感探测系统主要用于环境监测、国土资源调查、气象预报、基础地理测绘等领域，而铁路线路与其余地物目标不同，其具有长大线状分布的特征，因此进行铁路目标探测时往往需要调用多颗卫星来保证探测覆盖率，同时考虑到不同铁路用户发送的铁路探测任务可能存在探测区域相重叠的情况，使用常规的探测流程不能高效地满足铁路遥感探测的应用需求，需要根据铁路探测需求进行目标卫星的选取和探测任务的规划。

因此，如何针对铁路遥感探测的需求，综合分析铁路探测目标的空间分布、可用卫星的轨道信息和载荷状态信息来进行卫星控制以保证探测的准确性和效率，成为目前业界亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种针对铁路遥感探测的卫星控制方法和装置，以针对铁路遥感探测的需求进行精细化的卫星控制，保证铁路遥感探测的准确性和效率。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种针对铁路遥感探测的卫星控制方法，所述方法包括：

基于用户发送的第一铁路探测任务，确定所述第一铁路探测任务对应的第一目标探测区域；

基于各卫星的轨道信息及对应的载荷状态信息，确定各卫星对应的可观测区域，并基于所述各卫星对应的可观测区域与所述第一目标探测区域的比对结果，确定符合所述第一铁路探测任务的执行要求的目标卫星；

确定所述目标卫星的当前探测区域集合中是否存在与所述第一目标探测区域重合的第二目标探测区域；

在所述目标卫星的当前探测区域集合中存在第二目标探测区域的情况下，确定所述第二目标探测区域对应的第二铁路探测任务在所述目标卫星的当前探测任务序列中的位置，并将所述第一铁路探测任务插入相同位置以对所述目标卫星的当前探测任务序列进行更新；

基于更新的探测任务序列控制所述目标卫星依次执行对应的探测任务。

优选地，所述方法还包括：

在所述目标卫星的当前探测区域集合中不存在第二目标探测区域的情况下，基于所述目标卫星的轨道信息、所述目标卫星对应的可观测区域以及所述第一目标探测区域，确定所述第一目标探测区域对应的第一成像时间窗口，并基于所述第一成像时间窗口的位置，基于所述第一成像时间窗口的位置，将所述第一铁路探测任务插入所述目标卫星的当前探测任务序列中的目标位置以对所述目标卫星的当前探测任务序列进行更新。

优选地，所述基于所述各卫星对应的可观测区域与所述第一目标探测区域的比对结果，确定符合所述第一铁路探测任务的执行要求的目标卫星，具体包括：

基于所述各卫星对应的可观测区域与所述第一目标探测区域的比对结果，确定对应的可观测区域包括所述第一目标探测区域的第一卫星；

若所述第一卫星为一个，则将所述第一卫星作为所述目标卫星；若所述第一卫星为多个，则基于各第一卫星的当前位置确定目标卫星。

优选地，所述基于各第一卫星的当前位置确定目标卫星，具体包括：

基于各第一卫星的当前位置，确定当前任务周期能执行所述第一铁路探测任务的第二卫星；

若所述第二卫星为一个，则将所述第二卫星作为所述目标卫星；若所述第二卫星为多个，则基于各第二卫星的当前位置确定能够在最短时间间隔内开始执行所述第一铁路探测任务的第三卫星，并将所述第三卫星作为所述目标卫星。

优选地，所述基于所述目标卫星的轨道信息、所述目标卫星对应的可观测区域以及所述第一目标探测区域，确定所述第一目标探测区域对应的第一成像时间窗口，具体包括：

基于所述目标卫星的轨道信息、所述目标卫星对应的可观测区域以及所述第一目标探测区域，确定所述目标卫星对所述第一目标探测区域进行成像的目标位置区间；

基于所述目标位置区间以及所述目标卫星的当前位置，确定所述第一目标探测区域对应的第一成像时间窗口。

优选地，所述第一成像时间窗口的位置指所述第一成像时间窗口对应的时间区间，所述基于所述第一成像时间窗口的位置，将所述第一铁路探测任务插入所述目标卫星的当前探测任务序列中的目标位置，具体包括：

基于所述第一成像时间窗口对应的时间区间以及所述目标卫星的当前探测任务序列中各探测任务对应的时间区间，确定所述目标卫星的当前探测任务序列中的目标位置，并将所述第一铁路探测任务插入所述目标卫星的当前探测任务序列中的目标位置。

优选地，所述目标卫星的当前探测任务序列中各探测任务是基于执行时间的先后顺序依次排列的。

一种针对铁路遥感探测的卫星控制装置，包括：

第一目标探测区域确定模块，用于基于用户发送的第一铁路探测任务，确定所述第一铁路探测任务对应的第一目标探测区域；

目标卫星确定模块，用于基于各卫星的轨道信息及对应的载荷状态信息，确定各卫星对应的可观测区域，并基于所述各卫星对应的可观测区域与所述第一目标探测区域的比对结果，确定符合所述第一铁路探测任务的执行要求的目标卫星；

重合探测区域判断模块，用于确定所述目标卫星的当前探测区域集合中是否存在与所述第一目标探测区域重合的第二目标探测区域；

任务序列更新模块，用于在所述目标卫星的当前探测区域集合中存在第二目标探测区域的情况下，确定所述第二目标探测区域对应的第二铁路探测任务在所述目标卫星的当前探测任务序列中的位置，并将所述第一铁路探测任务插入相同位置以对所述目标卫星的当前探测任务序列进行更新；以及

卫星控制模块，用于基于更新的探测任务序列控制所述目标卫星依次执行对应的探测任务。

一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现所述针对铁路遥感探测的卫星控制方法的步骤。

一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述针对铁路遥感探测的卫星控制方法的步骤。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种针对铁路遥感探测的卫星控制方法和装置，能够基于用户发送的铁路探测任务对卫星的探测任务序列进行准确及时地调整，确保铁路遥感探测的准确性和效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的针对铁路遥感探测的卫星控制方法的流程示意图；

图2是本发明提供的目标卫星的确定方法的流程示意图；

图3是本发明提供的基于第一卫星的当前位置确定目标卫星的流程示意图；

图4是本发明提供的第一成像时间窗口的确定方法的流程示意图；

图5是本发明提供的针对铁路遥感探测的卫星控制装置的结构示意图；

图6是本发明提供的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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他实施例，都属于本发明保护的范围。

本实施例提供一种针对铁路遥感探测的卫星控制方法，如图1所示，该方法包括：

步骤101，基于用户发送的第一铁路探测任务，确定第一铁路探测任务对应的第一目标探测区域。

具体的，考虑到铁路的建设时序不同，因此相应的铁路遥感探测需求会在不同的时间节点产生。基于此，为了在已经建立的铁路探测任务正常执行的情况下确保新增的铁路探测任务能够顺利执行，本发明实施例会通过针对铁路遥感探测的卫星控制装置监测用户发送的第一铁路探测任务，并对第一铁路探测任务进行及时处理。可以理解的是，第一铁路探测任务中包括第一目标探测区域指示信息以及相应的探测指标要求，例如成像分辨率等。基于第一铁路探测任务中包括的第一目标探测区域指示信息即可确定第一铁路探测任务对应的第一目标探测区域。第一目标探测区域通常为一段铁路线路（例如A站至B站对应的线路，A城市至B城市对应的线路等）及其沿线的部分区域，用户可以基于实际探测需要对探测区域范围进行自由设定，本发明实施例对此不做具体限定。

步骤102，基于各卫星的轨道信息及对应的载荷状态信息，确定各卫星对应的可观测区域，并基于各卫星对应的可观测区域与第一目标探测区域的比对结果，确定符合第一铁路探测任务的执行要求的目标卫星。

具体的，确定第一铁路探测任务对应的第一目标探测区域之后，本发明实施例即可基于第一目标探测区域的位置信息，确定符合第一铁路探测任务的执行要求的目标卫星。其具体实现方式为：

首先基于各卫星的轨道信息及对应的载荷状态信息，确定各卫星对应的可观测区域。可以理解的是，由于单颗卫星能够覆盖的探测区域有限，因此，出于保证探测覆盖率的考虑，本发明实施例采用多颗卫星进行组网，每颗卫星均设置有至少一种载荷，载荷即为对地观测传感器，包括SAR（Synthetic Aperture Radar，合成孔径雷达）传感器、可见光传感器和红外传感器等。各卫星的轨道信息即各卫星的运行轨道，可以采用卫星轨道计算模型计算得到。载荷状态信息包括载荷的安装位置和角度，其可以在载荷安装时进行记录，亦可以通过相应的载荷状态监测装置获取，本发明实施例对此不作具体限定。确定了各卫星的轨道信息及对应的载荷状态信息之后，即可结合卫星载荷的观测模型确定各卫星对应的可观测区域。各卫星对应的可观测区域即卫星载荷的可观测区域。

确定各卫星对应的可观测区域之后，即可基于各卫星对应的可观测区域与第一目标探测区域的比对结果，确定符合第一铁路探测任务的执行要求的目标卫星。可以理解的是，为了对第一目标探测区域进行准确全面的探测，必须保证第一目标探测区域在卫星对应的可观测区域内，基于此，根据各卫星对应的可观测区域与第一目标探测区域的比对结果，即可筛选得到符合第一铁路探测任务的执行要求的目标卫星。

步骤103，确定目标卫星的当前探测区域集合中是否存在与第一目标探测区域重合的第二目标探测区域；与第一目标探测区域重合指与第一目标探测区域对应的成像区域相同。

具体的，目标卫星的当前探测区域集合即目标卫星当前正在执行的各铁路探测任务对应的探测区域的集合。考虑到部分铁路线路分布较密集的特点，而卫星上载荷单次成像所覆盖的范围较大，例如SAR传感器单次成像区域可以达到10km*10km，因此，两个不同铁路探测任务对应的探测区域所对应的成像区域有可能相同。基于此，本发明实施例在确定了目标卫星之后，进一步确定目标卫星的当前探测区域集合中是否存在与第一目标探测区域重合的第二目标探测区域，与第一目标探测区域重合即指与第一目标探测区域对应的成像区域相同。可以理解的是，若第一目标探测区域对应的成像区域是卫星上载荷多次成像对应的成像子区域的集合，则第二目标探测区域对应的成像区域也是卫星上载荷多次成像对应的成像子区域的集合，且第一目标探测区域和第二目标探测区域对应的各成像子区域均相同。

还可以理解的是，由于目标卫星的运行轨道是确定的，因此，其对应的可观测区域也是确定的。同时，第一目标探测区域与目标卫星的当前探测区域集合中的各探测区域均位于目标卫星对应的可观测区域内，且所有铁路探测任务对应的探测区域均是连续的铁路线路对应的区域，因此，第一目标探测区域对应的成像区域只存在两种情形，第一种即与目标卫星的当前探测区域集合中的至少一个探测区域重合，第二种即与目标卫星的当前探测区域集合中的任一探测区域均不重合。基于此，本发明实施例能够基于目标卫星的当前探测区域集合中是否存在与第一目标探测区域重合的第二目标探测区域的判断结果，对第一铁路探测任务进行准确规划，保证铁路遥感探测的准确性和效率。

步骤104，在目标卫星的当前探测区域集合中存在第二目标探测区域的情况下，确定第二目标探测区域对应的第二铁路探测任务在目标卫星的当前探测任务序列中的位置，并将第一铁路探测任务插入相同位置以对目标卫星的当前探测任务序列进行更新。

具体的，在目标卫星的当前探测区域集合中存在第二目标探测区域的情况下，本发明实施例直接确定第二目标探测区域对应的第二铁路探测任务在目标卫星的当前探测任务序列中的位置，并将第一铁路探测任务插入相同位置以对目标卫星的当前探测任务序列进行更新。基于此，本发明实施例能够在执行第二铁路探测任务的同时执行第一铁路探测任务，由于第一目标探测区域和第二目标探测区域对应的成像区域相同，因此，仅需对两者对应的成像区域进行一次成像即可同时获得第一和第二铁路探测任务对应的探测区域的图像，避免了图像重复采集降低探测效率，也降低了卫星的图像存储压力。同时，若第二目标探测区域对应的第二铁路探测任务当前时刻尚未执行，在对当前探测任务序列进行更新后，第一铁路探测任务将在目标卫星的当前任务周期即可执行，即使第二铁路探测任务已经开始执行，在对当前探测任务序列进行更新后，第一铁路探测任务也能在目标卫星的当前任务周期获取部分第一目标探测区域的图像，基于此，可以进一步提高铁路探测任务的执行效率。任务周期即目标卫星沿运行轨道运行一周对应的时间。

可以理解的是，目标卫星的当前探测任务序列中各探测任务是基于执行时间的先后顺序依次排列的，而各探测任务执行的先后顺序是基于各探测任务对应的探测区域在目标卫星的单个任务周期内被探测的先后顺序决定的。每个任务周期对应的卫星起始位置通常为预先设定的轨道位置且对于同一颗卫星而言，不同任务周期对应的卫星起始位置相同。因此，在确定了单个任务周期对应的卫星起始位置之后，即可预先基于相应算法推演出卫星对各探测任务对应的探测区域进行探测的先后顺序以及对应的成像时间窗口，基于此，即可生成对应的探测任务序列。至于推演卫星对各探测任务对应的探测区域进行探测的先后顺序以及对应的成像时间窗口的算法，可以采用现有技术中任意可行算法，本发明实施例对此不作具体限定。

步骤105，基于更新的探测任务序列控制目标卫星依次执行对应的探测任务。

具体的，获得更新的探测任务序列之后，即可基于更新的探测任务序列，结合目标卫星以及对应载荷的工作状态等信息，更新目标卫星及对应载荷的控制指令序列，并通过控制指令序列控制目标卫星依次执行对应的探测任务。可以理解的是，探测任务序列中的每一个探测任务均对应于一组控制指令序列，控制指令序列中的各控制指令也是按照执行时间的先后顺序排列，依次包括图像采集指令、图像处理指令等。基于此，对于第一铁路探测任务和第二铁路探测任务，由于两个任务并行执行，因此，仅需对第二铁路探测任务对应的控制指令序列进行修改即可完成目标卫星及对应载荷的控制指令序列更新，最大限度降低了控制指令调整的工作量，提高了新增铁路探测任务的处理效率。

本发明实施例提供的方法，通过基于用户发送的第一铁路探测任务，确定第一铁路探测任务对应的第一目标探测区域；基于各卫星的轨道信息及对应的载荷状态信息，确定各卫星对应的可观测区域，并基于各卫星对应的可观测区域与第一目标探测区域的比对结果，确定符合第一铁路探测任务的执行要求的目标卫星；确定目标卫星的当前探测区域集合中是否存在与第一目标探测区域重合的第二目标探测区域；与第一目标探测区域重合指与第一目标探测区域对应的成像区域相同；在目标卫星的当前探测区域集合中存在第二目标探测区域的情况下，确定第二目标探测区域对应的第二铁路探测任务在目标卫星的当前探测任务序列中的位置，并将第一铁路探测任务插入相同位置以对目标卫星的当前探测任务序列进行更新；基于更新的探测任务序列控制目标卫星依次执行对应的探测任务，能够基于用户发送的铁路探测任务对卫星的探测任务序列进行准确及时地调整，确保铁路遥感探测的准确性和效率。

基于上述实施例，方法还包括：

在目标卫星的当前探测区域集合中不存在第二目标探测区域的情况下，基于目标卫星的轨道信息、目标卫星对应的可观测区域以及第一目标探测区域，确定第一目标探测区域对应的第一成像时间窗口，并基于第一成像时间窗口的位置，将第一铁路探测任务插入目标卫星的当前探测任务序列中的目标位置以对目标卫星的当前探测任务序列进行更新。

具体的，基于前述实施例可知，第一目标探测区域对应的成像区域只存在两种情形，第一种即与目标卫星的当前探测区域集合中的至少一个探测区域重合（即存在第二目标探测区域），第二种即与目标卫星的当前探测区域集合中的任一探测区域均不重合（即不存在第二目标探测区域）。可以理解的是，对于存在多个第二目标探测区域的情形，只需确定各第二目标探测区域对应的第二铁路探测任务在目标卫星的当前探测任务序列中的位置，并基于各第二目标探测区域与第一目标探测区域的重合区间，将第一铁路探测任务拆分为多个铁路探测子任务，并分别插入对应的第二铁路探测任务在目标卫星的当前探测任务序列中的位置，以对目标卫星的当前探测任务序列进行更新即可。

在目标卫星的当前探测区域集合中不存在第二目标探测区域的情况下，本发明实施例进一步基于目标卫星的轨道信息、目标卫星对应的可观测区域以及第一目标探测区域，确定第一目标探测区域对应的第一成像时间窗口。结合前述实施例可知，在确定了单个任务周期对应的卫星起始位置之后，即可预先基于相应算法推演出卫星对各探测任务对应的探测区域进行探测的先后顺序以及对应的成像时间窗口，基于此，确定了单个任务周期对应的卫星起始位置以及该任务周期的起始时刻之后，结合目标卫星的轨道信息、目标卫星对应的可观测区域以及第一目标探测区域，即可准确确定第一目标探测区域对应的第一成像时间窗口。

确定了第一成像时间窗口之后，即可基于第一成像时间窗口的位置，将第一铁路探测任务插入目标卫星的当前探测任务序列中的目标位置以对目标卫星的当前探测任务序列进行更新。可以理解的是，第一成像时间窗口的位置由第一成像时间窗口的起始时刻和终止时刻决定。基于前述实施例可知，目标卫星的当前探测任务序列中各探测任务是基于执行时间的先后顺序依次排列的，因此，探测任务序列中的每个探测任务均对应于一个成像时间窗口（并行执行的任务共用成像时间窗口）。基于此，本发明实施例即可基于第一成像时间窗口的位置以及当前探测任务序列中各探测任务对应的成像时间窗口位置，确定第一成像时间窗口在目标卫星的当前探测任务序列中的目标位置，并将第一铁路探测任务插入目标位置。基于该方式，能够快速准确的对当前探测任务序列进行更新，进一步保证了铁路遥感探测的准确性和效率。

本发明实施例提供的方法，在目标卫星的当前探测区域集合中不存在第二目标探测区域的情况下，基于目标卫星的轨道信息、目标卫星对应的可观测区域以及第一目标探测区域，确定第一目标探测区域对应的第一成像时间窗口，并基于第一成像时间窗口的位置，将第一铁路探测任务插入目标卫星的当前探测任务序列中的目标位置以对目标卫星的当前探测任务序列进行更新，能够快速准确的对当前探测任务序列进行更新，保证了铁路遥感探测的准确性和效率。

基于上述任一实施例，图2是本发明提供的目标卫星的确定方法的流程示意图，如图2所示，基于各卫星对应的可观测区域与第一目标探测区域的比对结果，确定符合第一铁路探测任务的执行要求的目标卫星，具体包括：

步骤201，基于各卫星对应的可观测区域与第一目标探测区域的比对结果，确定对应的可观测区域包括第一目标探测区域的第一卫星；

步骤202，若第一卫星为一个，则将第一卫星作为目标卫星；若第一卫星为多个，则基于各第一卫星的当前位置确定目标卫星。

具体的，基于前述实施例可知，为了对第一目标探测区域进行准确全面的探测，必须保证第一目标探测区域在卫星对应的可观测区域内，基于此，根据各卫星对应的可观测区域与第一目标探测区域的比对结果，即可筛选得到符合第一铁路探测任务的执行要求的目标卫星。基于此，若只存在一个对应的可观测区域包括第一目标探测区域的第一卫星，直接将其作为目标卫星即可。但当存在多个对应的可观测区域包括第一目标探测区域的第一卫星时，本发明实施例需要进一步对第一卫星进行筛选以得到最终的目标卫星。出于保证第一铁路探测任务执行效率的考虑，本发明实施例具体基于各第一卫星的当前位置筛选出目标卫星，以保证第一铁路探测任务能够在最短的时间内开始执行。

本发明实施例提供的方法，基于各卫星对应的可观测区域与第一目标探测区域的比对结果，确定符合第一铁路探测任务的执行要求的目标卫星，具体包括：基于各卫星对应的可观测区域与第一目标探测区域的比对结果，确定对应的可观测区域包括第一目标探测区域的第一卫星；若第一卫星为一个，则将第一卫星作为目标卫星；若第一卫星为多个，则基于各第一卫星的当前位置确定目标卫星，能够在存在多个对应的可观测区域包括第一目标探测区域的第一卫星的情况下快速确定目标卫星，保证了第一铁路探测任务的执行效率。

基于上述任一实施例，图3是本发明提供的基于第一卫星的当前位置确定目标卫星的流程示意图，如图3所示，基于各第一卫星的当前位置确定目标卫星，具体包括：

步骤301，基于各第一卫星的当前位置，确定当前任务周期能执行第一铁路探测任务的第二卫星；

步骤302，若第二卫星为一个，则将第二卫星作为目标卫星；若第二卫星为多个，则基于各第二卫星的当前位置确定能够在最短时间间隔内开始执行第一铁路探测任务的第三卫星，并将第三卫星作为目标卫星。

具体的，基于前述实施例可知，由于各卫星的运行轨道以及对应的可观测区域已知，因此，确定了各第一卫星的当前位置之后，即可确定各第一卫星当前任务周期对应的剩余可观测区域，并确定第一目标探测区域是否在各第一卫星当前任务周期对应的剩余可观测区域内，若是，则说明对应的第一卫星当前任务周期能执行第一铁路探测任务。

在上述基础上，若第二卫星（即当前任务周期能执行第一铁路探测任务的第一卫星）为一个，则将第二卫星作为目标卫星；若第二卫星仍然有多个，则本发明实施例进一步基于各第二卫星的当前位置确定能够在最短时间间隔内开始执行第一铁路探测任务的第三卫星，并将第三卫星作为目标卫星。基于前述实施例可知，卫星的运行轨道、可观测区域以及第一目标探测区域均已知，因此可以基于第一目标探测区域、卫星可观测区域和卫星运行轨道的对应关系，确定卫星开始执行第一铁路探测任务时所处的位置，因此，在确定了各第二卫星的当前位置之后，即可结合各第二卫星开始执行第一铁路探测任务时所处的位置确定各第二卫星开始执行第一铁路探测任务的时间间隔，并将时间间隔最短的第二卫星（即第三卫星）作为目标卫星。基于此，能够最大限度保证了第一铁路探测任务的执行效率。

可以理解的是，亦可基于各第二卫星的轨道信息、各第二卫星对应的可观测区域以及第一目标探测区域，确定各第二卫星中第一目标探测区域对应的成像时间窗口，进而确定各第二卫星开始执行第一铁路探测任务的时间间隔。

本发明实施例还包括一种特殊情形，即基于各卫星对应的可观测区域与第一目标探测区域的比对结果，未得到对应的可观测区域包括第一目标探测区域的第一卫星。该情形的出现是由于第一目标探测区域过大，导致一颗卫星对应的可观测区域无法完全覆盖。针对该情形，本发明实施例进一步基于各卫星对应的可观测区域与第一目标探测区域的比对结果，确定对应的可观测区域与第一目标探测区域部分重叠的卫星集合，并基于卫星集合中各卫星对应的可观测区域与第一目标探测区域的重叠区域，确定多个卫星子集。各卫星子集中包括至少两个卫星，且任一卫星子集中各卫星对应的可观测区域能完全覆盖第一目标探测区域。确定卫星数量最少的目标卫星子集，并将目标卫星子集中的卫星作为目标卫星。可以理解的是，若卫星数量最少的目标卫星子集有多个，则可任选一个目标卫星子集用于执行第一铁路探测任务。还可以理解的是，此时，目标卫星为多个，基于此，对于多个目标卫星中的任一个而言，可以基于第一目标探测区域与各目标卫星对应的可观测区域的重叠区域，将第一目标探测区域划分为多个第一目标探测子区域，并基于第一目标探测区域的划分方式，将第一铁路探测任务拆分为多个第一铁路探测子任务并分配给对应的目标卫星（即对应的可观测区域包含第一铁路探测子任务对应的第一目标探测子区域的目标卫星）。同时，沿用前述实施例提到的探测任务序列的更新方式，对各目标卫星中的当前探测任务序列进行更新。基于此，能够最大限度地保证第一铁路探测任务的执行效率。

本发明实施例提供的方法，基于各第一卫星的当前位置确定目标卫星，具体包括：基于各第一卫星的当前位置，确定当前任务周期能执行第一铁路探测任务的第二卫星；若第二卫星为一个，则将第二卫星作为目标卫星；若第二卫星为多个，则基于各第二卫星的当前位置确定能够在最短时间间隔内开始执行第一铁路探测任务的第三卫星，并将第三卫星作为目标卫星，能够快速确定能在最短时间间隔内开始执行第一铁路探测任务的目标卫星，最大限度保证了第一铁路探测任务的执行效率。

基于上述任一实施例，图4是本发明提供的第一成像时间窗口的确定方法的流程示意图，如图4所示，基于目标卫星的轨道信息、目标卫星对应的可观测区域以及第一目标探测区域，确定第一目标探测区域对应的第一成像时间窗口，具体包括：

步骤401，基于目标卫星的轨道信息、目标卫星对应的可观测区域以及第一目标探测区域，确定目标卫星能够对第一目标探测区域进行成像的目标位置区间；

步骤402，基于目标位置区间以及目标卫星的当前位置，确定第一目标探测区域对应的第一成像时间窗口。

具体的，基于前述实施例可知，确定了目标卫星的轨道信息和目标卫星对应的可观测区域之后，即可确定目标卫星在运行轨道上各个位置对应的可观测区域以及时间节点，基于此，根据第一目标探测区域与可观测区域的对应关系，即可确定目标卫星能够对第一目标探测区域进行成像的目标位置区间，进而基于目标位置区间以及目标卫星的当前位置，确定第一目标探测区域对应的第一成像时间窗口，能够准确确定第一成像时间窗口，进而保证第一铁路探测任务执行的准确性。

本发明实施例提供的方法，基于目标卫星的轨道信息、目标卫星对应的可观测区域以及第一目标探测区域，确定第一目标探测区域对应的第一成像时间窗口，具体包括：基于目标卫星的轨道信息、目标卫星对应的可观测区域以及第一目标探测区域，确定目标卫星能够对第一目标探测区域进行成像的目标位置区间；基于目标位置区间以及目标卫星的当前位置，确定第一目标探测区域对应的第一成像时间窗口，能够准确确定第一成像时间窗口，保证第一铁路探测任务执行的准确性。

基于上述任一实施例，第一成像时间窗口的位置指第一成像时间窗口对应的时间区间，相应的，基于第一成像时间窗口的位置，将第一铁路探测任务插入目标卫星的当前探测任务序列中的目标位置，具体包括：

基于第一成像时间窗口对应的时间区间以及目标卫星的当前探测任务序列中各探测任务对应的时间区间，确定目标卫星的当前探测任务序列中的目标位置，并将第一铁路探测任务插入目标位置。

具体的，基于前述实施例可知，第一成像时间窗口的位置由第一成像时间窗口的起始时刻和终止时刻决定，即第一成像时间窗口的位置指第一成像时间窗口对应的时间区间。同时，目标卫星的当前探测任务序列中各探测任务均对应于一个成像时间窗口（即时间区间）。基于此，本发明实施例即可基于第一成像时间窗口对应的时间区间以及，目标卫星的当前探测任务序列中各探测任务对应的时间区间，确定目标卫星的当前探测任务序列中的目标位置，并将第一铁路探测任务插入目标位置。基于该方式，能够快速准确的确定第一铁路探测任务插入的目标位置并对当前探测任务序列进行更新，进一步保证了第一铁路探测任务执行的准确性和效率。

本发明实施例提供的方法，第一成像时间窗口的位置指第一成像时间窗口对应的时间区间，相应的，基于第一成像时间窗口的位置，将第一铁路探测任务插入目标卫星的当前探测任务序列中的目标位置，具体包括：基于第一成像时间窗口对应的时间区间以及，目标卫星的当前探测任务序列中各探测任务对应的时间区间，确定目标卫星的当前探测任务序列中的目标位置，并将第一铁路探测任务插入目标位置，能够保证第一铁路探测任务执行的准确性和效率。

基于上述任一实施例，目标卫星的当前探测任务序列中各探测任务是基于执行时间的先后顺序依次排列的。

具体的，其具体实现原理及效果已经在前述实施例进行了详细阐述，在此不再赘述。

下面对本发明提供的针对铁路遥感探测的卫星控制装置进行描述，下文描述的针对铁路遥感探测的卫星控制装置与上文描述的针对铁路遥感探测的卫星控制方法可相互对应参照。

基于上述任一实施例，图5是本发明提供的针对铁路遥感探测的卫星控制装置的结构示意图，如图5所示，该装置包括：

第一目标探测区域确定模块501，用于基于用户发送的第一铁路探测任务，确定第一铁路探测任务对应的第一目标探测区域；

目标卫星确定模块502，用于基于各卫星的轨道信息及对应的载荷状态信息，确定各卫星对应的可观测区域，并基于各卫星对应的可观测区域与第一目标探测区域的比对结果，确定符合第一铁路探测任务的执行要求的目标卫星；

重合探测区域判断模块503，用于确定目标卫星的当前探测区域集合中是否存在与第一目标探测区域重合的第二目标探测区域；与第一目标探测区域重合指与第一目标探测区域对应的成像区域相同；

任务序列更新模块504，用于在目标卫星的当前探测区域集合中存在第二目标探测区域的情况下，确定第二目标探测区域对应的第二铁路探测任务在目标卫星的当前探测任务序列中的位置，并将第一铁路探测任务插入相同位置以对目标卫星的当前探测任务序列进行更新；

卫星控制模块505，用于基于更新的探测任务序列控制目标卫星依次执行对应的探测任务。

本发明实施例提供的装置，通过第一目标探测区域确定模块501基于用户发送的第一铁路探测任务，确定第一铁路探测任务对应的第一目标探测区域；目标卫星确定模块502基于各卫星的轨道信息及对应的载荷状态信息，确定各卫星对应的可观测区域，并基于各卫星对应的可观测区域与第一目标探测区域的比对结果，确定符合第一铁路探测任务的执行要求的目标卫星；重合探测区域判断模块503确定目标卫星的当前探测区域集合中是否存在与第一目标探测区域重合的第二目标探测区域；与第一目标探测区域重合指与第一目标探测区域对应的成像区域相同；任务序列更新模块504在目标卫星的当前探测区域集合中存在第二目标探测区域的情况下，确定第二目标探测区域对应的第二铁路探测任务在目标卫星的当前探测任务序列中的位置，并将第一铁路探测任务插入相同位置以对目标卫星的当前探测任务序列进行更新；卫星控制模块505基于更新的探测任务序列控制目标卫星依次执行对应的探测任务，能够基于用户发送的铁路探测任务对卫星的探测任务序列进行准确及时地调整，确保铁路遥感探测的准确性和效率。

基于上述实施例，任务序列更新模块504还用于执行以下操作：

在目标卫星的当前探测区域集合中不存在第二目标探测区域的情况下，基于目标卫星的轨道信息、目标卫星对应的可观测区域以及第一目标探测区域，确定第一目标探测区域对应的第一成像时间窗口，并基于第一成像时间窗口的位置，将第一铁路探测任务插入目标卫星的当前探测任务序列中的目标位置以对目标卫星的当前探测任务序列进行更新。

基于上述任一实施例，基于各卫星对应的可观测区域与第一目标探测区域的比对结果，确定符合第一铁路探测任务的执行要求的目标卫星，具体包括：

基于各卫星对应的可观测区域与第一目标探测区域的比对结果，确定对应的可观测区域包括第一目标探测区域的第一卫星；

若第一卫星为一个，则将第一卫星作为目标卫星；若第一卫星为多个，则基于各第一卫星的当前位置确定目标卫星。

基于上述任一实施例，基于各第一卫星的当前位置确定目标卫星，具体包括：

基于各第一卫星的当前位置，确定当前任务周期能执行第一铁路探测任务的第二卫星；

若第二卫星为一个，则将第二卫星作为目标卫星；若第二卫星为多个，则基于各第二卫星的当前位置确定能够在最短时间间隔内开始执行第一铁路探测任务的第三卫星，并将第三卫星作为目标卫星。

基于上述任一实施例，基于目标卫星的轨道信息、目标卫星对应的可观测区域以及第一目标探测区域，确定第一目标探测区域对应的第一成像时间窗口，具体包括：

基于目标卫星的轨道信息、目标卫星对应的可观测区域以及第一目标探测区域，确定目标卫星能够对第一目标探测区域进行成像的目标位置区间；

基于目标位置区间以及目标卫星的当前位置，确定第一目标探测区域对应的第一成像时间窗口。

基于上述任一实施例，第一成像时间窗口的位置指第一成像时间窗口对应的时间区间，相应的，基于第一成像时间窗口的位置，将第一铁路探测任务插入目标卫星的当前探测任务序列中的目标位置，具体包括：

基于第一成像时间窗口对应的时间区间以及，目标卫星的当前探测任务序列中各探测任务对应的时间区间，确定目标卫星的当前探测任务序列中的目标位置，并将第一铁路探测任务插入目标位置。

基于上述任一实施例，目标卫星的当前探测任务序列中各探测任务是基于执行时间的先后顺序依次排列的。

图6示例了一种电子设备的实体结构示意图，如图6所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)601、通信接口(Communications Interface)602、存储器(memory)603和通信总线604，其中，处理器601，通信接口602，存储器603通过通信总线604完成相互间的通信。处理器601可以调用存储器603中的逻辑指令，以执行上述各方法所提供的针对铁路遥感探测的卫星控制方法，方法包括：基于用户发送的第一铁路探测任务，确定第一铁路探测任务对应的第一目标探测区域；基于各卫星的轨道信息及对应的载荷状态信息，确定各卫星对应的可观测区域，并基于各卫星对应的可观测区域与第一目标探测区域的比对结果，确定符合第一铁路探测任务的执行要求的目标卫星；确定目标卫星的当前探测区域集合中是否存在与第一目标探测区域重合的第二目标探测区域；与第一目标探测区域重合指与第一目标探测区域对应的成像区域相同；在目标卫星的当前探测区域集合中存在第二目标探测区域的情况下，确定第二目标探测区域对应的第二铁路探测任务在目标卫星的当前探测任务序列中的位置，并将第一铁路探测任务插入相同位置以对目标卫星的当前探测任务序列进行更新；基于更新的探测任务序列控制目标卫星依次执行对应的探测任务。

此外，上述的存储器603中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

另一方面，本发明还提供一种计算机程序产品，计算机程序产品包括计算机程序，计算机程序可存储在非暂态计算机可读存储介质上，计算机程序被处理器执行时，计算机能够执行上述各方法所提供的针对铁路遥感探测的卫星控制方法，方法包括：基于用户发送的第一铁路探测任务，确定第一铁路探测任务对应的第一目标探测区域；基于各卫星的轨道信息及对应的载荷状态信息，确定各卫星对应的可观测区域，并基于各卫星对应的可观测区域与第一目标探测区域的比对结果，确定符合第一铁路探测任务的执行要求的目标卫星；确定目标卫星的当前探测区域集合中是否存在与第一目标探测区域重合的第二目标探测区域；与第一目标探测区域重合指与第一目标探测区域对应的成像区域相同；在目标卫星的当前探测区域集合中存在第二目标探测区域的情况下，确定第二目标探测区域对应的第二铁路探测任务在目标卫星的当前探测任务序列中的位置，并将第一铁路探测任务插入相同位置以对目标卫星的当前探测任务序列进行更新；基于更新的探测任务序列控制目标卫星依次执行对应的探测任务。

又一方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各方法提供的针对铁路遥感探测的卫星控制方法，方法包括：基于用户发送的第一铁路探测任务，确定第一铁路探测任务对应的第一目标探测区域；基于各卫星的轨道信息及对应的载荷状态信息，确定各卫星对应的可观测区域，并基于各卫星对应的可观测区域与第一目标探测区域的比对结果，确定符合第一铁路探测任务的执行要求的目标卫星；确定目标卫星的当前探测区域集合中是否存在与第一目标探测区域重合的第二目标探测区域；与第一目标探测区域重合指与第一目标探测区域对应的成像区域相同；在目标卫星的当前探测区域集合中存在第二目标探测区域的情况下，确定第二目标探测区域对应的第二铁路探测任务在目标卫星的当前探测任务序列中的位置，并将第一铁路探测任务插入相同位置以对目标卫星的当前探测任务序列进行更新；基于更新的探测任务序列控制目标卫星依次执行对应的探测任务。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种针对铁路遥感探测的卫星控制方法，其特征在于，所述方法包括：

基于用户发送的第一铁路探测任务，确定所述第一铁路探测任务对应的第一目标探测区域；

基于各卫星的轨道信息及对应的载荷状态信息，确定各卫星对应的可观测区域，并基于所述各卫星对应的可观测区域与所述第一目标探测区域的比对结果，确定符合所述第一铁路探测任务的执行要求的目标卫星；

确定所述目标卫星的当前探测区域集合中是否存在与所述第一目标探测区域重合的第二目标探测区域；

在所述目标卫星的当前探测区域集合中存在第二目标探测区域的情况下，确定所述第二目标探测区域对应的第二铁路探测任务在所述目标卫星的当前探测任务序列中的位置，并将所述第一铁路探测任务插入相同位置以对所述目标卫星的当前探测任务序列进行更新；

基于更新的探测任务序列控制所述目标卫星依次执行对应的探测任务。

2.根据权利要求1所述的一种针对铁路遥感探测的卫星控制方法，其特征在于，所述方法还包括：

在所述目标卫星的当前探测区域集合中不存在第二目标探测区域的情况下，基于所述目标卫星的轨道信息、所述目标卫星对应的可观测区域以及所述第一目标探测区域，确定所述第一目标探测区域对应的第一成像时间窗口，并基于所述第一成像时间窗口的位置，将所述第一铁路探测任务插入所述目标卫星的当前探测任务序列中的目标位置以对所述目标卫星的当前探测任务序列进行更新。

3.根据权利要求2所述的一种针对铁路遥感探测的卫星控制方法，其特征在于，所述基于所述各卫星对应的可观测区域与所述第一目标探测区域的比对结果，确定符合所述第一铁路探测任务的执行要求的目标卫星，具体包括：

基于所述各卫星对应的可观测区域与所述第一目标探测区域的比对结果，确定对应的可观测区域包括所述第一目标探测区域的第一卫星；

若所述第一卫星为一个，则将所述第一卫星作为所述目标卫星；若所述第一卫星为多个，则基于各第一卫星的当前位置确定目标卫星。

4.根据权利要求3所述的一种针对铁路遥感探测的卫星控制方法，其特征在于，所述基于各第一卫星的当前位置确定目标卫星，具体包括：

基于各第一卫星的当前位置，确定当前任务周期能执行所述第一铁路探测任务的第二卫星；

若所述第二卫星为一个，则将所述第二卫星作为所述目标卫星；若所述第二卫星为多个，则基于各第二卫星的当前位置确定能够在最短时间间隔内开始执行所述第一铁路探测任务的第三卫星，并将所述第三卫星作为所述目标卫星。

5.根据权利要求2所述的一种针对铁路遥感探测的卫星控制方法，其特征在于，所述基于所述目标卫星的轨道信息、所述目标卫星对应的可观测区域以及所述第一目标探测区域，确定所述第一目标探测区域对应的第一成像时间窗口，具体包括：

基于所述目标卫星的轨道信息、所述目标卫星对应的可观测区域以及所述第一目标探测区域，确定所述目标卫星对所述第一目标探测区域进行成像的目标位置区间；

基于所述目标位置区间以及所述目标卫星的当前位置，确定所述第一目标探测区域对应的第一成像时间窗口。

6.根据权利要求5所述的一种针对铁路遥感探测的卫星控制方法，其特征在于，所述第一成像时间窗口的位置指所述第一成像时间窗口对应的时间区间，所述基于所述第一成像时间窗口的位置，将所述第一铁路探测任务插入所述目标卫星的当前探测任务序列中的目标位置，具体包括：

基于所述第一成像时间窗口对应的时间区间以及所述目标卫星的当前探测任务序列中各探测任务对应的时间区间，确定所述目标卫星的当前探测任务序列中的目标位置，并将所述第一铁路探测任务插入所述目标卫星的当前探测任务序列中的目标位置。

7.根据权利要求6所述的一种针对铁路遥感探测的卫星控制方法，其特征在于，所述目标卫星的当前探测任务序列中各探测任务是基于执行时间的先后顺序依次排列的。

8.一种针对铁路遥感探测的卫星控制装置，其特征在于，所述装置包括：

第一目标探测区域确定模块，用于基于用户发送的第一铁路探测任务，确定所述第一铁路探测任务对应的第一目标探测区域；

目标卫星确定模块，用于基于各卫星的轨道信息及对应的载荷状态信息，确定各卫星对应的可观测区域，并基于所述各卫星对应的可观测区域与所述第一目标探测区域的比对结果，确定符合所述第一铁路探测任务的执行要求的目标卫星；

重合探测区域判断模块，用于确定所述目标卫星的当前探测区域集合中是否存在与所述第一目标探测区域重合的第二目标探测区域；

任务序列更新模块，用于在所述目标卫星的当前探测区域集合中存在第二目标探测区域的情况下，确定所述第二目标探测区域对应的第二铁路探测任务在所述目标卫星的当前探测任务序列中的位置，并将所述第一铁路探测任务插入相同位置以对所述目标卫星的当前探测任务序列进行更新；以及

卫星控制模块，用于基于更新的探测任务序列控制所述目标卫星依次执行对应的探测任务。

9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至7任一项所述针对铁路遥感探测的卫星控制方法的步骤。

10.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述针对铁路遥感探测的卫星控制方法的步骤。

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