CN117056449B - 基于全球网格的卫星数据分景方法、装置、设备及介质 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于全球网格的卫星数据分景方法、装置、设备及介质，涉及卫星遥感数据预处理技术领域，用以解决差分干涉SAR卫星重复轨道拍摄影像重叠度较低的问题。该方法包括：根据卫星轨道参数生成卫星星下点的全球参考网格模型；基于全球参考网格模型建立卫星星下点的地理位置坐标与全球参考网格模型的Path‑Row之间的第一转换模型；根据卫星波位参数生成卫星位置与成像区域的几何成像模型；利用几何成像模型建立每个波位参数下成像区域全球网格；根据待分景卫星数据的波位参数确定成像区域全球网格；根据第一转换模型计算待分景卫星数据在成像起始时刻和终止时刻对应的Path‑Row；根据几何成像模型计算待分景卫星数据的景元数据信息，生成景元数据文件。

Description

基于全球网格的卫星数据分景方法、装置、设备及介质

技术领域

本发明涉及卫星遥感数据预处理技术领域，尤其涉及一种基于全球网格的卫星数据分景方法、装置、设备及介质。

背景技术

差分干涉SAR（合成孔径雷达）卫星一次成像对应地面一个条带的数据，提供给用户的卫星数据产品一般是以近似方形的一景为单位。因此，卫星数据在地面预处理时，需要对一个条带的数据进行分景，然后以景为单位进行数据处理，生成各级产品，同时对分景数据进行编目，方便数据的查询检索。

现有差分干涉SAR卫星采用的基于数据的分景方法对拍摄任务的规划比较敏感，分景结果与任务规划的卫星开关机时间息息相关。当差分干涉SAR卫星在重复轨道拍摄同一区域时，任务规划的开关机时间不一致会导致逻辑分景的结果不一致，影像数据覆盖难以完全重叠，在多次重复拍摄的极端情况下，甚至完全无法重叠，严重影响差分干涉SAR的应用效果。

现有光学卫星采用的基于地球网格系统分景方法是基于星下点成像的基本约束条件下实施的。而差分干涉SAR卫星的成像模式和波位较多，一般会有几十甚至上百个波位，每个波位的成像区域与卫星星下点位置偏离甚远，以星下点成像为约束的地球网格系统难以满足差分干涉SAR卫星数据的分景要求。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提供了一种基于全球网格的卫星数据分景方法、装置、设备及介质。

根据本发明的第一个方面，提供了一种基于全球网格的卫星数据分景方法，包括：根据卫星轨道参数生成卫星星下点的全球参考网格模型；基于全球参考网格模型建立卫星星下点的地理位置坐标与全球参考网格模型的Path-Row之间的第一转换模型，其中，Path表示全球参考网格模型中沿地球表面的纬线方向，Row表示沿着地球表面的经线方向；根据卫星波位参数生成卫星位置与卫星成像区域的几何成像模型；利用几何成像模型建立每个波位参数下的卫星成像区域全球网格；根据待分景卫星数据的波位参数确定与待分景卫星数据对应的卫星成像区域全球网格；基于待分景卫星数据对应的卫星成像区域全球网格，根据第一转换模型计算待分景卫星数据在成像起始时刻和成像终止时刻对应的Path-Row；基于Path-Row，根据几何成像模型计算待分景卫星数据的景元数据信息，生成景元数据文件。

根据本发明的实施例，基于全球参考网格模型建立卫星星下点的地理位置坐标与全球参考网格模型的Path-Row之间的第一转换模型的计算方式为：

其中，表示从Path-Row到标称景中心时刻卫星星下点经纬度的正向转换模型，/>表示从标称景中心时刻卫星星下点经纬度到Path-Row的后向转换模型，/>表示标称景中心时刻卫星星下点地理经度，/>表示标称景中心时刻卫星星下点地理纬度，Path表示标称景的条带号，Row表示标称景的行编号，f _fw 表示正向转换函数，f _bw 表示反向转换函数。

根据本发明的实施例，根据卫星波位参数生成卫星位置与卫星成像区域的几何成像模型包括：获取卫星的天线中心视角、距离向波束宽度和卫星姿态角；根据天线中心视角、距离向波束宽度和卫星姿态角，生成卫星位置与卫星成像区域的几何成像模型。

根据本发明的实施例，根据卫星波位参数生成卫星位置与卫星成像区域的几何成像模型还包括：

基于几何成像模型，建立卫星位置的地理坐标与卫星成像区域的地理坐标的第二转换模型，其中，第二转换模型的计算方式为：

其中，表示卫星位置、卫星时间与卫星成像点地理坐标经纬度之间的关系/>，表示卫星成像点地理坐标经纬度与卫星位置、卫星时间之间的关系，/>表示卫星成像点地理经度，/>表示卫星成像点地理纬度，/>表示卫星位置和速度矢量，/>表示卫星时间，/>表示地理位置的转换函数，/>表示路线位置的转换函数。

根据本发明的实施例，利用几何成像模型建立每个波位参数下的卫星成像区域全球网格包括：利用几何成像模型计算每个Path-Row对应卫星成像区域的四角点地理坐标经纬度；基于四角点地理坐标经纬度建立每个波位参数下的卫星成像区域全球网格；对卫星成像区域全球网格做格式转换处理，得到矢量格式文件。

根据本发明的实施例，基于Path-Row，根据几何成像模型计算待分景卫星数据的景元数据信息，生成景元数据文件包括：定义起始时刻对应的Path为待分景卫星数据的Path；根据Path-Row查找每景待分景卫星数据的四角点地理坐标经纬度；基于每景待分景卫星数据的四角点地理坐标经纬度，根据几何成像模型计算每景待分景卫星数据对应的卫星方位起始时刻和终止时刻；基于卫星方位起始时刻和终止时刻，计算待分景卫星数据的景元数据信息，生成景元数据文件。

根据本发明的实施例，根据卫星轨道参数生成卫星星下点的全球参考网格模型包括：获取卫星的回归周期天数、一个回归周期内的轨道圈数、轨道倾角和分景幅宽；基于回归周期天数、一个回归周期内的轨道圈数、轨道倾角和分景幅宽，生成卫星星下点的全球参考网格模型。

本发明的第二方面提供了一种基于全球网格的卫星数据分景装置，包括：第一生成模块，用于根据卫星轨道参数生成卫星星下点的全球参考网格模型；第一建立模块，用于基于全球参考网格模型建立卫星星下点的地理位置坐标与全球参考网格模型的Path-Row之间的第一转换模型，其中，Path表示全球参考网格模型中沿地球表面的纬线方向，Row表示沿着地球表面的经线方向；第二生成模块，用于根据卫星波位参数生成卫星位置与卫星成像区域的几何成像模型；第二建立模块，用于利用几何成像模型建立每个波位参数下的卫星成像区域全球网格；确定模块，用于根据待分景卫星数据的波位参数确定与待分景卫星数据对应的卫星成像区域全球网格；第一计算模块，用于基于待分景卫星数据对应的卫星成像区域全球网格，根据第一转换模型计算待分景卫星数据在成像起始时刻和终止时刻对应的Path-Row；第二计算模块，用于基于Path-Row，根据几何成像模型计算待分景卫星数据的景元数据信息，生成景元数据文件。

本发明的第三方面提供了一种电子设备，包括：一个或多个处理器；存储器，用于存储一个或多个程序，其中，当一个或多个程序被一个或多个处理器执行时，使得一个或多个处理器执行上述方法。

本发明的第四方面还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有可执行指令，该指令被处理器执行时使处理器执行上述方法。

根据本发明提供的基于全球网格的卫星数据分景方法、装置、设备及介质，通过根据卫星成像模式和波位参数构建成像区域的全球参考网格，并基于全球参考网格来实现SAR卫星数据的逻辑分景，使得SAR卫星拍摄的数据能够划分在固定的地理坐标位置范围内，一方面保证了单个卫星在重复轨道拍摄的数据能够具有较高的重叠度；另一方面，确保了相同轨道参数的编队卫星拍摄的数据也能够具有较高的重叠度。

附图说明

通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述内容以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：

图1示意性示出了根据本发明实施例的基于全球网格的卫星数据分景方法的流程图；

图2示意性示出了根据本发明实施例的基于全球网格的卫星数据分景方法中卫星成像模型的原理图；

图3示意性示出了根据本发明实施例的基于全球网格的卫星数据分景装置的结构框图；

图4示意性示出了根据本发明实施例的适于实现基于全球网格的卫星数据分景方法的电子设备的方框图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。显然，所描述的实施例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。在此使用的术语仅仅是为了描述具体实施例，而并非意在限制本发明。在此使用的术语“包括”、“包含”等表明了所述特征、步骤、操作和/或部件的存在，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、步骤、操作或部件。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或可以互相通讯；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“长度”、“周向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的子系统或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

贯穿附图，相同的元素由相同或相近的附图标记来表示。可能导致本发明的理解造成混淆时，将省略常规结构或构造。并且图中各部件的形状、尺寸、位置关系不反映真实大小、比例和实际位置关系。

类似地，为了精简本发明并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分到单个实施例、图或者对其描述中。参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或者多个实施例或示例中以合适的方式结合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个、三个等，除非另有明确具体的限定。

在使用类似于“A、B和C等中至少一个”这样的表述的情况下，一般来说应该按照本领域技术人员通常理解该表述的含义来予以解释（例如，“具有A、B和C中至少一个的系统”应包括但不限于单独具有A、单独具有B、单独具有C、具有A和B、具有A和C、具有B和C、和/或具有A、B、C的系统等）。

在本发明的技术方案中，所涉及的数据（如包括但不限于用户个人信息）的收集、存储、使用、加工、传输、提供、公开和应用等处理，均符合相关法律法规的规定，采取了必要保密措施，且不违背公序良俗。

图1示意性示出了根据本发明实施例的基于全球网格的卫星数据分景方法的流程图。

如图1所示，本实施例的基于全球网格的卫星数据分景方法包括操作S1~操作S7。

在操作S1，根据卫星轨道参数生成卫星星下点的全球参考网格模型。

在本实施例中，根据卫星的轨道参数，例如卫星的回归周期天数、一个回归周期内的轨道圈数、轨道倾角和分景幅宽等，构建卫星在一个回归周期内的星下点全球参考网格模型。

在操作S2，基于全球参考网格模型建立卫星星下点的地理位置坐标与全球参考网格模型的Path-Row之间的第一转换模型，其中，Path表示全球参考网格模型中沿地球表面的纬线方向，Row表示沿地球表面的经线方向。

在本实施例中，建立全球参考网格模型后，根据全球参考网格模型建立卫星星下点的地理位置坐标与全球参考网格模型的Path-Row之间的第一转换模型，其中，该第一转换模型的计算方式为：

其中，表示从Path-Row到标称景中心时刻卫星星下点经纬度的正向转换模型，/>表示从标称景中心时刻卫星星下点经纬度到Path-Row的反向转换模型，/>表示标称景中心时刻卫星星下点地理经度，/>表示标称景中心时刻卫星星下点地理纬度，Path表示标称景的条带号，Row表示标称景的行编号，f _fw 表示正向转换函数，f _bw 表示反向转换函数。

全球参考网格（WRS）模型是一个二维的坐标系统，两个维度分别是沿卫星飞行轨道方向Path和垂直卫星飞行的轨道星下点位置Row。其中Path是卫星轨道号的函数，Row是在卫星的轨道上进行等距离划分，使得网格大小近似均匀。

星下点网格系统参数如下表1所示：

表1 星下点网格系统参数

例如求任意一组数据（Path，Row）对应的地理经度和地理纬度：

地球自转角速度：

卫星公转角速度：

任意Row相对降交点对应的地心角：

WRS地心纬度：

任意Path对应的降交点经度：

WRS网格经度：

任意地物点对应地心坐标转化成地理坐标/>：

在操作S3，根据卫星波位参数生成卫星位置与卫星成像区域的几何成像模型。

在本实施例中，根据卫星的波位参数，例如天线中心视角、距离向波束宽度和卫星姿态角等，构建卫星位置与卫星成像区域的几何成像模型。

几何成像模型构建后，基于几何成像模型建立卫星位置的地理坐标与卫星成像区域的地理坐标的第二转换模型，其中，第二转换模型的计算方式为：

其中，表示卫星位置、卫星时间与卫星成像点地理坐标经纬度之间的关系，/>表示卫星成像点地理坐标经纬度与卫星位置、卫星时间之间的关系，/>表示卫星成像点地理经度，/>表示卫星成像点地理纬度，/>表示卫星位置和速度矢量，/>表示卫星时间，/>表示地理位置的转换函数，/>表示路线位置的转换函数。

在不转动的地心坐标系E ₀ 中t时刻卫星的位置坐标为：

其中，r表示极矢径，θ表示真近点角。

假定天线相位中心相对于卫星星体坐标系E _e 的位置为，首先计算不转动地心坐标系中t时刻的位置/>，然后建立天线坐标系中任一点/>在转动的地心坐标系中的坐标。由于天线坐标系的Y轴与天线瞄准线重合，所以坐标系中瞄准点的坐标为/>，瞄准点在转动的地心坐标系中的坐标/>为：

其中，A _go 表示不转动的地心坐标系E _o 向转动的地心坐标系E _g 转换的矩阵，A _ov 表示轨道平面坐标系E _v 向不转动地心坐标系E _o 转换的矩阵，A _vr 表示卫星平台坐标系E _r 向轨道平面坐标系E _v 转换的矩阵，A _re 表示卫星星体坐标系E _e 向卫星平台坐标系E _r 转换的矩阵，A _ea 表示卫星天线坐标系E _a 向卫星星体坐标系E _e 转换的矩阵。

则瞄准点地理经度为：

瞄准点的地理纬度为：

在操作S4，利用几何成像模型建立每个波位参数下的卫星成像区域全球网格。

在本实施例中，对于预设的每一个波位，利用几何成像模型建立每个波位参数下的卫星成像区域全球网格。

根据本发明实施例，操作S4进一步可以包括操作S400~操作S402。

在操作S400，利用几何成像模型计算每个Path-Row对应卫星成像区域的四角点地理坐标经纬度。

在操作S401，基于四角点地理坐标经纬度建立每个波位参数下的卫星成像区域全球网格。

在操作S402，对卫星成像区域全球网格做格式转换处理，得到矢量格式文件。

对于预设的每一个波位，利用几何成像模型计算每个Path-Row对应成像区域的四角点地理坐标经纬度，建立每个波位参数下的成像区域全球网格，保存为SHP格式文件。成像区域全球网格的每个标称景设置为一个Polygon多边形矢量对象，设置如下属性值：

Geometry：对象类型，默认为“Polygon”；

PATH：对应的卫星条带号；

ROW：对应的卫星行编号；

IMAGINGMODE：卫星成像模式；

WAVECODE：卫星成像波位号；

WAVENAME：卫星成像波位名称；

X：四角点地理经度；

Y：四角点地理纬度；

LONSTART：成像起始点地理经度；

LATSTART：成像起始点地理纬度；

LONEND：成像终止点地理经度；

LATEND：成像终止点地理纬度；

全球网格SHP文件命名格式如下：

卫星标识_网格标识_成像模式_波位号_波位名称_升降轨标识；

文件命名示例：

LT1_WRS_STRIP2_WAVE22_RSSA04_Ascending.shp；

LT1：陆探一号卫星；

WRS：全球网格系统；

STRIP2：条带模式2；

WAVE22：第22号波位；

RSSA04：波位名称；

Ascending：升轨；

在操作S5，根据待分景卫星数据的波位参数确定与待分景卫星数据对应的卫星成像区域全球网格。

在本实施例中，对于待分景的一轨成像数据，解析成像模式与波位参数，选择对应的分景网格SHP文件。

在操作S6，基于待分景卫星数据对应的卫星成像区域全球网格，根据第一转换模型计算待分景卫星数据在成像起始时刻和成像终止时刻对应的Path-Row。

在本实施例中，利用第一转换模型计算该轨数据成像起始时刻和终止时刻对应的Path-Row，以成像起始时刻计算得到的Path做为该轨数据的条带号Path，从成像起始时刻的行编号Row到成像终止时刻的行编号Row做进一步的处理。

在操作S7，基于Path-Row，根据几何成像模型计算待分景卫星数据的景元数据信息，生成景元数据文件。

根据本发明实施例，操作S7进一步可以包括操作S700~操作S703。

在操作S700，定义起始时刻对应的Path为待分景卫星数据的Path。

在操作S701，根据Path-Row查找每景待分景卫星数据的四角点地理坐标经纬度。

在操作S702，基于每景待分景卫星数据的四角点地理坐标经纬度，根据几何成像模型计算每景待分景卫星数据对应的卫星方位起始时刻和终止时刻。

在操作S703，基于卫星方位起始时刻和终止时刻，计算待分景卫星数据的景元数据信息，生成景元数据文件。

以起始时刻对应的Path作为该轨数据的Path，从成像起始时刻的Row到终止时刻的Row，依次做如下处理：根据Path-Row查找每景数据的四角点地理坐标经纬度，利用几何成像模型确定每一景数据对应的卫星方位起始时刻和终止时刻，据此计算该景数据的景元数据信息，生成景元数据文件。

图2示意性示出了根据本发明实施例的基于全球网格的卫星数据分景方法中卫星成像模型的原理图。

如图2所示，假设主星在时刻发射信号，在/>时刻接收到回波信号，发射段斜距为，接收段斜距为/>，根据成像模型，距离多普勒公式如下所示：

其中，第一个方程为距离方程，第二个方程为多普勒方程，表示地面点位置，、/>分别表示卫星收发时刻的位置，/>、/>分别表示卫星收发时刻的速度，/>表示卫星多普勒中心频率，/>表示波长。

地面点到像点求解是在已知地面点经纬度坐标的情况下，计算其像点坐标。一般采用迭代法进行求解，求解步骤为：

（1）已知地面点经纬度坐标，将其转换为地心地固系坐标。

（2）设当前像点方位向坐标y为场景中心位置，根据y计算得到此时雷达接收信号时间，并计算对应的天线相位中心位置/>、速度/>和加速度/>。

（3）根据地面点和时刻天线相位中心位置/>，计算两者之间的距离/>；根据求解雷达发射信号到接收信号的时间间隔/>，其中c为光速。

（4）计算雷达发射信号时刻，并计算天线相位中心在发射时刻的位置、速度/>和加速度/>。

（5）利用下面的公式计算当前行与成像时刻方位向时间的差。

（6）根据方位时间修正量重新计算雷达发射和接收信号时刻，重复上述步骤（2）~（5），当时间修正量小于设定的阈值时，停止计算；如果迭代次数大于设定次数，则求解失败，根据求解得到的方位时间计算得到对应的卫星位置和速度矢量。

图3示意性示出了根据本发明实施例的基于全球网格的卫星数据分景装置的结构框图。

如图3所示，该实施例的基于全球网格的卫星数据分景装置包括第一生成模块301、第一建立模块302、第二生成模块303、第二建立模块304、确定模块305、第一计算模块306和第二计算模块307。

第一生成模块301用于根据卫星轨道参数生成卫星星下点的全球参考网格模型。

第一建立模块302用于基于全球参考网格模型建立卫星星下点的地理位置坐标与全球参考网格模型的Path-Row之间的第一转换模型，其中，Path表示全球参考网格模型中沿地球表面的纬线方向，Row表示沿着地球表面的经线方向。

第二生成模块303用于根据卫星波位参数生成卫星位置与卫星成像区域的几何成像模型。

第二建立模块304用于利用几何成像模型建立每个波位参数下的卫星成像区域全球网格。

确定模块305用于根据待分景卫星数据的波位参数确定与待分景卫星数据对应的卫星成像区域全球网格。

第一计算模块306用于基于待分景卫星数据对应的卫星成像区域全球网格，根据第一转换模型计算待分景卫星数据在成像起始时刻和终止时刻对应的Path-Row。

第二计算模块307用于基于Path-Row，根据几何成像模型计算待分景卫星数据的景元数据信息，生成景元数据文件。

根据本发明的实施例，第一生成模块301、第一建立模块302、第二生成模块303、第二建立模块304、确定模块305、第一计算模块306和第二计算模块307中的任意多个模块可以合并在一个模块中实现，或者其中的任意一个模块可以被拆分成多个模块。或者，这些模块中的一个或多个模块的至少部分功能可以与其他模块的至少部分功能相结合，并在一个模块中实现。根据本发明的实施例，第一生成模块301、第一建立模块302、第二生成模块303、第二建立模块304、确定模块305、第一计算模块306和第二计算模块307中的至少一个可以至少被部分地实现为硬件电路，例如现场可编程门阵列（FPGA）、可编程逻辑阵列（PLA）、片上系统、基板上的系统、封装上的系统、专用集成电路（ASIC），或可以通过对电路进行集成或封装的任何其他的合理方式等硬件或固件来实现，或以软件、硬件以及固件三种实现方式中任意一种或以其中任意几种的适当组合来实现。或者，第一生成模块301、第一建立模块302、第二生成模块303、第二建立模块304、确定模块305、第一计算模块306和第二计算模块307中的至少一个可以至少被部分地实现为计算机程序模块，当该计算机程序模块被运行时，可以执行相应的功能。

需要说明的是，本发明的实施例中基于全球网格的卫星数据分景装置与本发明的实施例中基于全球网格的卫星数据分景方法部分是相对应的，其具体实施细节及带来的技术效果也是相同的，在此不再赘述。

图4示意性示出了根据本发明实施例的适于实现基于全球网格的卫星数据分景方法的电子设备的方框图。

如图4所示，根据本发明实施例的电子设备400包括处理器401，其可以根据存储在只读存储器（ROM）402中的程序或者从存储部分408加载到随机访问存储器（RAM）403中的程序而执行各种适当的动作和处理。处理器401例如可以包括通用微处理器（例如CPU）、指令集处理器和/或相关芯片组和/或专用微处理器（例如，专用集成电路（ASIC））等等。处理器401还可以包括用于缓存用途的板载存储器。处理器401可以包括用于执行根据本发明实施例的方法流程的不同动作的单一处理单元或者是多个处理单元。

在RAM 403中，存储有电子设备400操作所需的各种程序和数据。处理器 401、ROM402以及RAM 403通过总线404彼此相连。处理器401通过执行ROM 402和/或RAM 403中的程序来执行根据本发明实施例的方法流程的各种操作。需要注意，程序也可以存储在除ROM402和RAM 403以外的一个或多个存储器中。处理器401也可以通过执行存储在一个或多个存储器中的程序来执行根据本发明实施例的方法流程的各种操作。

根据本发明的实施例，电子设备400还可以包括输入/输出（I/O）接口405，输入/输出（I/O）接口405也连接至总线404。电子设备400还可以包括连接至I/O接口405的以下部件中的一项或多项：包括键盘、鼠标等的输入部分406；包括诸如阴极射线管（CRT）、液晶显示器（LCD）等以及扬声器等的输出部分407；包括硬盘等的存储部分408；以及包括诸如LAN卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分404。通信部分404经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器410也根据需要连接至I/O接口405。可拆卸介质411，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等，根据需要安装在驱动器410上，以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装入存储部分408。

本发明还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以是上述实施例中描述的设备/装置/系统中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该设备/装置/系统中。上述计算机可读存储介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被执行时，实现根据本发明实施例的方法。

根据本发明的实施例，计算机可读存储介质可以是非易失性的计算机可读存储介质，例如可以包括但不限于：便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、可擦式可编程只读存储器（EPROM或闪存）、便携式紧凑磁盘只读存储器（CD-ROM）、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本发明中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。例如，根据本发明的实施例，计算机可读存储介质可以包括上文描述的ROM 402和/或RAM 403和/或ROM 402和RAM 403以外的一个或多个存储器。

本发明的实施例还包括一种计算机程序产品，其包括计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。当计算机程序产品在计算机系统中运行时，该程序代码用于使计算机系统实现本发明实施例所提供的方法。

在该计算机程序被处理器401执行时执行本发明实施例的系统/装置中限定的上述功能。根据本发明的实施例，上文描述的系统、装置、模块、单元等可以通过计算机程序模块来实现。

在一种实施例中，该计算机程序可以依托于光存储器件、磁存储器件等有形存储介质。在另一种实施例中，该计算机程序也可以在网络介质上以信号的形式进行传输、分发，并通过通信部分404被下载和安装，和/或从可拆卸介质411被安装。该计算机程序包含的程序代码可以用任何适当的网络介质传输，包括但不限于：无线、有线等等，或者上述的任意合适的组合。

在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分404从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质411被安装。在该计算机程序被处理器401执行时，执行本发明实施例的系统中限定的上述功能。根据本发明的实施例，上文描述的系统、设备、装置、模块、单元等可以通过计算机程序模块来实现。

根据本发明的实施例，可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本发明实施例提供的计算机程序的程序代码，具体地，可以利用高级过程和/或面向对象的编程语言、和/或汇编/机器语言来实施这些计算程序。程序设计语言包括但不限于诸如Java，C++，python，“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。在涉及远程计算设备的情形中，远程计算设备可以通过任意种类的网络，包括局域网（LAN）或广域网（WAN），连接到用户计算设备，或者，可以连接到外部计算设备（例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接）。

附图中的流程图和框图，图示了按照本发明各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，上述模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图或流程图中的每个方框、以及框图或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

本领域技术人员可以理解，本发明的各个实施例中记载的特征可以进行多种组合或/或结合，即使这样的组合或结合没有明确记载于本发明中。特别地，在不脱离本发明精神和教导的情况下，本发明的各个实施例中记载的特征可以进行多种组合和/或结合。所有这些组合和/或结合均落入本发明的范围。

以上对本发明的实施例进行了描述。但是，这些实施例仅仅是为了说明的目的，而并非为了限制本发明的范围。尽管在以上分别描述了各实施例，但是这并不意味着各个实施例中的措施不能有利地结合使用。不脱离本发明的范围，本领域技术人员可以做出多种替代和修改，这些替代和修改都应落在本发明的范围之内。

Claims (9)

1.一种基于全球网格的卫星数据分景方法，其特征在于，包括：

根据差分干涉SAR卫星的卫星轨道参数和卫星成像模式生成卫星星下点的全球参考网格模型，其中，所述卫星轨道参数包括：卫星的回归周期天数、一个回归周期内的轨道参数、轨道倾角和分景幅宽；

基于所述全球参考网格模型建立所述卫星星下点的地理位置坐标与所述全球参考网格模型的Path-Row之间的第一转换模型，其中，Path表示所述全球参考网格模型中沿地球表面的纬线方向，Row表示沿地球表面的经线方向；

根据卫星波位参数生成卫星位置与卫星成像区域的几何成像模型，包括：获取卫星的天线中心视角、距离向波束宽度和卫星姿态角；根据所述天线中心视角、所述距离向波束宽度和所述卫星姿态角，生成卫星位置与卫星成像区域的几何成像模型，其中，所述几何成像模型为：

，

其中，表示距离方程，/>表示多普勒方程，/>表示地面点位置，/>、/>分别表示卫星收发时刻的位置，/>、分别表示卫星收发时刻的速度，/>表示卫星多普勒中心频率，/>表示波长，/>表示卫星发射信号的初始时刻，/>表示卫星接收回波信号的时刻，/>表示发射段斜距，/>表示接收段斜距；

利用所述几何成像模型建立每个波位参数下的卫星成像区域全球网格；

根据待分景卫星数据的波位参数确定与所述待分景卫星数据对应的卫星成像区域全球网格；

基于所述待分景卫星数据对应的卫星成像区域全球网格，根据所述第一转换模型计算所述待分景卫星数据在成像起始时刻和成像终止时刻对应的Path-Row；

基于所述Path-Row，根据所述几何成像模型计算所述待分景卫星数据的景元数据信息，生成景元数据文件。

2.根据权利要求1所述基于全球网格的卫星数据分景方法，其特征在于，所述基于所述全球参考网格模型建立所述卫星星下点的地理位置坐标与所述全球参考网格模型的Path-Row之间的第一转换模型的计算方式为：

，

，

其中，表示从Path-Row到标称景中心时刻卫星星下点经纬度的正向转换模型，/>表示从标称景中心时刻卫星星下点经纬度到Path-Row的反向转换模型，/>表示标称景中心时刻卫星星下点地理经度，/>表示标称景中心时刻卫星星下点地理纬度，Path表示标称景的条带号，Row表示标称景的行编号，f _fw 表示正向转换函数，f _bw 表示反向转换函数。

3.根据权利要求1所述基于全球网格的卫星数据分景方法，其特征在于，所述根据卫星波位参数生成卫星位置与卫星成像区域的几何成像模型还包括：

基于所述几何成像模型，建立所述卫星位置的地理坐标与所述卫星成像区域的地理坐标的第二转换模型，其中，所述第二转换模型的计算方式为：

，

，

其中，表示卫星位置、卫星时间与卫星成像点地理坐标经纬度之间的关系，/>表示卫星成像点地理坐标经纬度与卫星位置、卫星时间之间的关系，/>表示卫星成像点地理经度，/>表示卫星成像点地理纬度，/>表示卫星位置和速度矢量，/>表示卫星时间，/>表示地理位置的转换函数，/>表示路线位置的转换函数。

4.根据权利要求1所述基于全球网格的卫星数据分景方法，其特征在于，所述利用所述几何成像模型建立每个波位参数下的卫星成像区域全球网格包括：

利用所述几何成像模型计算每个Path-Row对应卫星成像区域的四角点地理坐标经纬度；

基于所述四角点地理坐标经纬度建立每个波位参数下的卫星成像区域全球网格；

对所述卫星成像区域全球网格做格式转换处理，得到矢量格式文件。

5.根据权利要求1所述基于全球网格的卫星数据分景方法，其特征在于，所述基于所述Path-Row，根据所述几何成像模型计算所述待分景卫星数据的景元数据信息，生成景元数据文件包括：

定义起始时刻对应的Path为待分景卫星数据的Path；

根据所述Path-Row查找每景待分景卫星数据的四角点地理坐标经纬度；

基于每景待分景卫星数据的四角点地理坐标经纬度，根据所述几何成像模型计算每景待分景卫星数据对应的卫星方位起始时刻和终止时刻；

基于所述卫星方位起始时刻和终止时刻，计算所述待分景卫星数据的景元数据信息，生成景元数据文件。

6.根据权利要求1所述基于全球网格的卫星数据分景方法，其特征在于，所述根据卫星轨道参数生成卫星星下点的全球参考网格模型包括：

获取卫星的回归周期天数、一个回归周期内的轨道圈数、轨道倾角和分景幅宽；

基于所述回归周期天数、所述一个回归周期内的轨道圈数、所述轨道倾角和所述分景幅宽，生成卫星星下点的全球参考网格模型。

7.一种基于全球网格的卫星数据分景装置，包括：

第一生成模块，用于根据差分干涉SAR卫星的卫星轨道参数和卫星成像模式生成卫星星下点的全球参考网格模型，其中，所述卫星轨道参数包括：卫星的回归周期天数、一个回归周期内的轨道参数、轨道倾角和分景幅宽；

第一建立模块，用于基于所述全球参考网格模型建立所述卫星星下点的地理位置坐标与所述全球参考网格模型的Path-Row之间的第一转换模型，其中，Path表示所述全球参考网格模型中沿地球表面的纬线方向，Row表示沿着地球表面的经线方向；

第二生成模块，用于根据卫星波位参数生成卫星位置与卫星成像区域的几何成像模型，包括：获取卫星的天线中心视角、距离向波束宽度和卫星姿态角；根据所述天线中心视角、所述距离向波束宽度和所述卫星姿态角，生成卫星位置与卫星成像区域的几何成像模型，其中，所述几何成像模型为：

，

其中，表示距离方程，/>表示多普勒方程，/>表示地面点位置，/>、/>分别表示卫星收发时刻的位置，/>、分别表示卫星收发时刻的速度，/>表示卫星多普勒中心频率，/>表示波长，/>表示卫星发射信号的初始时刻，/>表示卫星接收回波信号的时刻，/>表示发射段斜距，/>表示接收段斜距；

第二建立模块，用于利用所述几何成像模型建立每个波位参数下的卫星成像区域全球网格；

确定模块，用于根据待分景卫星数据的波位参数确定与所述待分景卫星数据对应的卫星成像区域全球网格；

第一计算模块，用于基于所述待分景卫星数据对应的卫星成像区域全球网格，根据所述第一转换模型计算所述待分景卫星数据在成像起始时刻和终止时刻对应的Path-Row；

第二计算模块，用于基于所述Path-Row，根据所述几何成像模型计算所述待分景卫星数据的景元数据信息，生成景元数据文件。

8.一种电子设备，包括：

一个或多个处理器；

存储装置，用于存储一个或多个程序，

其中，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器执行根据权利要求1~6中任一项所述的方法。

9.一种计算机可读存储介质，其上存储有可执行指令，该指令被处理器执行时使处理器执行根据权利要求1~6中任一项所述的方法。