TW202320500A - 衛星運行及衛星狀態數據處理 - Google Patents

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TW202320500A
TW202320500A TW111141139A TW111141139A TW202320500A TW 202320500 A TW202320500 A TW 202320500A TW 111141139 A TW111141139 A TW 111141139A TW 111141139 A TW111141139 A TW 111141139A TW 202320500 A TW202320500 A TW 202320500A
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阿拉斯泰爾 巴柏
梅麗娜 柯柯
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芬蘭商冰眼公司
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Abstract

本發明提供處理衛星狀態數據之方法，其包括：經由一或多個地面站接收呈多個單獨檔案形式之衛星狀態數據；及將該所接收衛星狀態數據編譯成可經由一應用程式設計介面進行存取並可按時間範圍進行搜尋之一單個數據集。本發明進一步提供處理衛星狀態數據之方法，其包括：接收原始衛星狀態數據；接收與衛星之一或多個經排程操縱相關之操縱數據；及在一軌道判定程序中對該所接收原始衛星狀態數據進行篩選以提供經篩選衛星狀態數據，其中該操縱數據用於對該所接收原始衛星狀態數據之該篩選中。本發明進一步提供排程一衛星操縱之方法，其包括：接收用於將該衛星自一當前軌道移動至一新軌道之一或多個經規劃操縱之參數，其中該等參數包含該一或多個經規劃操縱中之每一者之一時間及持續時間；接收在該衛星之未來軌道期間地球對太陽之食時間；及根據該等所判定參數及該等食時間來排程待發生之該操縱。

Description

衛星運行及衛星狀態數據處理
本發明係屬衛星運行領域中。
在合成孔徑雷達(SAR)成像領域中，尤其但不限於使用小型衛星，用於準確規劃、獲取及處理影像之一基本程序係對問題衛星進行軌道判定(OD)。
一OD程序可產生衛星之位置及速率之準確歷史值，以及未來之經預測值。OD在衛星運行領域中係眾所周知的，且大體上可被闡述為一種篩選方法，以整合觀測及軌道動態方程式來估計一衛星之位置及速率。換言之，一衛星之狀態變數(位置及速率)係基於所觀測量測數據或「原始」數據以及形成衛星之移動之一動態模型之軌道動態方程式來估計的。一OD程序工具通常被稱為一篩選器，並且輸出被稱為經篩選數據。
為了達成OD，衛星可使用機載全球導航衛星系統(GNSS)接收器來定期量測位置、速率及時間(星曆表之狀態矢量)，並且可在一地面站天線之上的一「經過」期間對此等位置、速率及時間進行下行鏈接。歸因於此系統之性質，此等量測可含有異常現象，且通常使用一OD工具在所謂的一篩選程序中進行處理以達成所期望準確度。舉例而言，此類異常現象可能係歸因於一遙測數據丟失、無效GPS指示(或其他位置指示)或者歸因於一GNSS接收器之暫時損壞而引起的——此損壞可能係例如由太陽輻射引起的。存在執行各種演算法以產生經篩選歷史軌道星曆及經預測未來軌道星曆之OD工具。
另外，衛星可對所量測原始狀態矢量數據之各部分進行機載篩選。舉例而言，衛星之機載處理系統可對原始位置數據進行篩選。可透過GPS量測或其他適合手段來搜集此位置數據。此經預篩選數據接著成為遙測數據的下行鏈接至一地面站天線之一部分。此可導致地面站天線對狀態矢量之估計之一不確定性。
對於SAR之某些用途，可期望改良衛星在特定時間之放置或定位之準確度。此對於影像之形成尤其重要，此乃因解析度取決於衛星之位置之準確度。對於某些衛星監控應用，要求係具有偵測小於一米之移動之能力。
對於諸多應用而言，將衛星維持在一特定軌道中亦係重要的，並且因此在衛星已漂移之情形中，需要知曉其位置及/或狀態。為了維持軌道，可能需要在規則間隔下進行操縱。亦可能有必要操縱衛星以避免例如與其他衛星或碎片之碰撞。此可涉及暫時操縱衛星脫離其軌道或者排程一操縱以避免一碰撞。
一衛星用以例如維持一特定位置及/或避免碰撞之操縱有時被稱為天體動力學。
下文所闡述之本發明之某些實施例係針對此等問題中之某些問題。然而，本發明不限於此等問題之解決方案，並且本發明之某些實施例解決了其他問題。
提供本發明內容係為了以一簡化形式引入將在下文實施方式中進一步闡述之概念之一選擇。本發明內容並不意欲識別所主張標的物之關鍵特徵或必要特徵，亦不意欲用於判定所主張標的物之範疇。
在一第一態樣中，提供一種處理衛星狀態數據之方法，該方法包括：經由一或多個地面站接收呈多個單獨檔案形式之衛星狀態數據；及將該所接收衛星狀態數據編譯成可經由一應用程式設計介面進行存取並可按時間範圍進行搜尋之一單個數據集。
在某些實施例中，該衛星狀態數據可包括原始數據。
在某些實施例中，該方法可進一步包括：在一軌道判定程序中對該原始衛星狀態數據進行篩選以提供經篩選衛星狀態數據，其中該篩選可與該所接收衛星狀態數據之該編譯並行執行，且其中經篩選衛星狀態數據之每一項可對應於原始衛星狀態數據之一項。
在某些實施例中，該方法可進一步包括：接收與該衛星之一或多個經排程操縱相關之操縱數據；及將該所接收操縱數據編譯成可經由一應用程式設計介面進行存取並可按時間範圍進行搜尋之一數據集。
在某些實施例中，該操縱數據可用於對該所接收原始衛星狀態數據之該篩選。
在另一態樣中，提供一種處理衛星狀態數據之方法，該方法包括：接收原始衛星狀態數據；接收與該衛星之一或多個經排程操縱相關之操縱數據；及在一軌道判定程序中對該所接收原始衛星狀態數據進行篩選以提供經篩選衛星狀態數據，其中該操縱數據被用於對該所接收原始衛星狀態數據之該行篩選中。
在某些實施例中，接收該原始衛星狀態數據可包括：經由一或多個地面站接收呈多個單獨檔案形式之該原始衛星狀態數據；且其中該方法可進一步包括：將該所接收原始衛星狀態數據編譯成可經由一應用程式設計介面進行存取並可按時間範圍進行搜尋之一單個數據集。
在另一態樣中，提供一種排程一衛星操縱之方法，該方法包括：接收一或多個經規劃操縱之參數，以將該衛星自一當前軌道移動至一新軌道，其中該等參數包含該一或多個經規劃操縱中之每一者之一時間及持續時間；接收在該衛星之未來軌道期間地球對太陽之食時間；及根據該等所判定參數及該等食時間來排程待發生之操縱。
本文中所闡述之態樣可被組合，或者與該等態樣中之另一者相關聯之特徵可在該等其他態樣中之一或多者中實施。
在某些實施例中，該方法可進一步包括：將該經篩選衛星狀態數據插入至該單個數據集中。
在某些實施例中，將該經篩選衛星狀態數據插入至該單個數據集中可包括：用該對應經篩選衛星狀態數據覆寫該數據集中之該原始衛星狀態數據。
在某些實施例中，該經篩選衛星狀態數據可包括歷史衛星狀態數據。
在某些實施例中，該歷史衛星狀態數據可係與該衛星之一或多個歷史狀態矢量相關聯之真實數據。
在某些實施例中，該經篩選衛星狀態數據可包括未來衛星狀態數據。
在某些實施例中，該未來衛星狀態數據可係基於經組態以預測該衛星之未來狀態矢量之一動態模型之經投影數據。
在某些實施例中，該方法可進一步包括：將與該衛星相關之元數據映射至該衛星狀態數據。
在某些實施例中，該元數據可包括以下各項中之一或多者：與該衛星之實體尺寸相關聯之數據；衛星姿態數據；及/或衛星推力數據，其包括與該衛星之歷史及未來經規劃操縱相關聯之資訊。
在某些實施例中，該方法可進一步包括供應供用於對該原始衛星狀態數據之該篩選中之該元數據。
在某些實施例中，對於該一或多個經排程操縱中之一者，該所接收操縱數據可包括以下各項中之一或多者：該操縱之時間；推力持續時間；推力大小；推力方向；及/或推力比沖。
在某些實施例中，該一或多個經排程操縱可包含該衛星之一或多個未來經排程操縱。
在某些實施例中，該方法可進一步包括維持該衛星之移動之一動態模型，其中與該一或多個未來經排程操縱相關之該數據被用於更新該動態模型。
在某些實施例中，對該衛星的自該動態模型獲得之該狀態之估計可用於該所接收原始衛星狀態數據之該篩選中。
在某些實施例中，對該衛星之該狀態之估計可包含對該衛星之位置之估計。
在某些實施例中，對該衛星之估計可包含對該衛星之速率之估計。
在某些實施例中，該方法可進一步包括：接收已命令該衛星執行該一或多個未來經排程操縱中之一者之確認。
在某些實施例中，該一或多個經排程操縱可包含一或多個歷史操縱。
在某些實施例中，對於該衛星之該一或多個歷史操縱中之每一者，與該衛星之該一或多個歷史操縱相關之該操縱數據可包括以下各項中之一或多者之量測數據：該操縱之時間、推力持續時間、推力量值、推力方向及/或推力比沖。
在某些實施例中，在將一經排程操縱排程成待執行之後，該量測數據可用於判定該經排程操縱是否被執行。
在某些實施例中，該方法可進一步包括：自該經篩選衛星狀態數據移除與被判定為尚未執行之一操縱相關之數據。
在某些實施例中，該操縱數據可係關於在一時間週期內之操縱。
在某些實施例中，接收該操縱數據可涉及週期性地接收該操縱數據。
在某些實施例中，該所接收操縱數據可係關於連續時間週期。
在某些實施例中，該衛星狀態數據可包括衛星位置數據。
在某些實施例中，該衛星狀態數據可包括衛星速率數據。
在某些實施例中，該衛星狀態數據可包括星曆表狀態矢量數據。
在某些實施例中，可在一佇列中接收該衛星狀態數據。
在某些實施例中，該方法可進一步包括：將自前一時間間隔以來已接收之衛星狀態數據複製至一工作目錄中。
在某些實施例中，該數據集可儲存在一關係數據庫中。
在某些實施例中，該衛星狀態數據可係該衛星每經過時作為檔案接收的，並且該數據集中之該數據可在包含多次經過之一時間週期內進行搜尋。
在某些實施例中，排程該衛星操縱可進一步包括：排程該操縱之該時間以避免在該衛星對太陽之暴露被最大化期間之該軌道的一比例。
在某些實施例中，該軌道的待避免之該比例可係該軌道之四分之一。
在某些實施例中，該等經規劃操縱中之至少一者之該持續時間可係包含該衛星圍繞地球之至少兩個軌道之一週期。
在某些實施例中，該經排程操縱可包括至少兩個子操縱。
在某些實施例中，該等子操縱中之每一者可在該衛星之不同軌道期間被排程成待執行。
在某些實施例中，該等經規劃操縱中之至少一者可係用以使該衛星返回至一預定軌道之一操縱。
在某些實施例中，該等經規劃操縱中之至少一者可係用以避免一碰撞之一操縱。
在某些實施例中，排程該衛星操縱可進一步包括：判定一或多個經規劃操縱之候選參數，以將該衛星自一當前軌道移動至一新軌道，其中該等參數可包含該一或多個經規劃操縱中之每一者之一候選時間及候選持續時間；將該等候選參數供應給一碰撞避免系統；基於每一組候選參數自該碰撞避免系統接收一各別碰撞概率；若該等碰撞概率中之每一者高於一預定臨限值，則判定該一或多個經規劃操縱之新候選參數；及重複判定該一或多個經規劃操縱中之每一者之候選參數之操作，直至該等各別碰撞概率中之至少一者低於該預定臨限值為止。
在某些實施例中，排程該衛星操縱可進一步包括：接收推進排程要求；及根據該等推進排程要求來排程該待發生之操縱。
在另一態樣中，提供一種使一衛星運行之方法，其中根據本文中所闡述之該等方法來排程該衛星之操縱。
在另一態樣中，提供一種操作一衛星推進系統之方法，該方法包括：命令一衛星之一操縱，此係基於與一或多個未來經排程操縱中之一者相關之操縱數據，並基於與該所命令操縱相關之該操縱數據與該衛星之一軌道改變之間的一假定關係；在根據該命令執行該所命令操縱之後，接收與該衛星之該軌道相關聯之衛星狀態數據；及基於該所接收衛星狀態數據來確認或更新該假定關係，其中該衛星之該軌道係根據本文中所闡述之該等方法在一軌道判定程序中判定的。
在另一態樣中，提供一種處理SAR影像數據之方法，該方法包括：接收在一時間跨度期間獲取之影像數據；接收根據本文中所闡述之該等方法來處理之衛星狀態數據，其中該所接收衛星狀態數據對應於與該所接收影像數據相關聯之一時間跨度；使用該所接收衛星狀態數據來估計或判定與該衛星之一位置估計相關聯之一地理定位誤差；若該地理定位誤差大於一預定臨限值，則請求一更大時間跨度內之衛星狀態數據並重複對地理定位誤差之該估計；及若該地理定位誤差低於該預定臨限值，則僅將該影像數據傳送給一堆疊以供進一步處理。
在另一態樣中，提供一種經組態以執行本文中所闡述之該等方法之數據處理設備。
在另一態樣中，提供一種經組態以執行本文中所闡述之該等方法之分佈式運算系統。
在另一態樣中，提供一種電腦可讀媒體，其包括當由一電腦執行時致使該電腦實行本文中所闡述之該等方法之邏輯。
在另一態樣中，提供一種電腦程式，其包括當由一電腦執行時致使該電腦實行本文中所闡述之該等方法之指令。
本發明之某些實施例提供一種包括一或多個運算系統之系統，該一或多個運算系統各自包括至少一個處理器及記憶體，該系統經組態以實施本文所闡述之該等方法或程序中之任一者。
本發明之某些實施例亦例如以一演算法之形式提供一種電腦可讀媒體，其包括當在形成一衛星運行系統之一部分之一運算系統中實施時致使該系統執行本文所闡述之該等方法或程序中之任一者之指令。
本發明之不同態樣及實施例之特徵可適當地被組合，如熟習此項技術者顯而易見的，且可與本發明之態樣中之任一者組合。
以下僅藉由實例方式來闡述本發明之實施例。此等實施例表示申請人當前已知之實踐本發明之最佳方式，儘管該等方式並非達成這一點之唯一方式。 系統架構
圖1圖解說明用於控制一衛星100之運行之一系統10。同一系統可用於控制例如一星座(亦稱為一星群(fleet))中之多個衛星之運行。一般而言，將參考一個衛星來闡述圖1。
圖1之系統可經組態以實施處理衛星位置數據之一或多種方法以及下文進一步所闡述的使操作一衛星推進控制系統之一方法。系統10之組件可分佈在多個位置之上，例如但未必係不同陸地位置。
系統10經組態以接收原始數據。原始數據可由通常例如自衛星ADCS (姿態判定及控制系統)單元傳輸的呈二進制形式之星曆表狀態矢量組成。狀態矢量可包含保存在一GPS佇列102中之衛星位置數據，在此實例中係GPS數據。此係自動執行的，且係針對一星群中之每一衛星100。源自衛星100之GPS數據可以各種不同方式被路由至系統，例如自與衛星且與系統10通信之一地面站網路101中之一或多個地面站。狀態矢量可進一步包含指示衛星100之行進之一速度及方向之衛星速率數據。在多個單獨檔案中接收原始數據。在系統之操作之一具體實例中，二進制數據然後被剖析成一基於文字之格式以供一OD程序工具103使用，並且含有基於文字之數據之檔案被放置在星曆表檔案庫110或GPS佇列102中。
本文應注意，藉由背景方式，一軌道由以下六個軌道參數定義：1、食之半長軸(此係闡述海拔)；2、傾斜度；3、食之偏心率；4、近地點(離地球最近點位於軌道弧上之位置)輻角；5、升交點經度；6、真近點角。一軌道亦可藉由狀態矢量(位置、速率及時間)來闡述，乃因藉由估計衛星之加速度，可得出關於軌道之狀態及能量之資訊。
在以下闡述中，假定衛星之位置數據係GPS數據。然而，除了GPS數據以外或者代替GPS數據，可使用其他形式之數據，並且本文所闡述之系統、方法及程序不限於GPS數據。因此，原始星曆表狀態矢量被視為係位置數據之一實例。
將GPS數據自GPS佇列102傳輸給包含一應用程式設計介面「OD API」之一軌道判定伺服器105。此處，自衛星接收之GPS數據(通常在個別檔案中，並且有時自不同地面站接收)被編譯成可經由API進行存取並可按時間範圍進行搜尋之一數據集。出於此目的，可按時間序列次序組織數據。然後，該數據可係可例如經由一http介面進行搜尋的，使得該數據更容易被存取，且例如可在系統10外部進行服務，或者用於系統10內之其他目的。回應於經由API之一請求，然後可以數據之接收者或請求者不需要GPS數據或衛星星座數據之知識便能夠使用數據之一形式來提供該數據。可以各種方式執行數據之此編譯，並且可對數據執行額外操作。舉例而言，OD伺服器105可接收基於文字之檔案，進一步剖析該檔案並將數據儲存在諸如可藉由例如時間範圍及衛星進行搜尋之一關係數據庫之一數據集中。將所接收數據檔案編譯成一數據集之其他方式對於熟習此項技術者而言係熟悉的，並且本文所闡述之系統不限於使用關係數據庫。
在圖1之系統中，OD伺服器105經組態以控制一OD程序。出於此目的，提供OD程序工具103。此可係可倂入至OD伺服器105之一軟件模組，或者可係獨立式的。原始GPS位置數據亦被供應給OD程序工具103。OD程序工具103包括通常稱為一OD篩選器之一篩選器模組，其經組態以在一或多個篩選階段對數據進行篩選，此將在下文進行進一步闡述。因此，對原始衛星狀態數據之篩選可與將數據編譯成一數據集並行執行。對於此程序，OD程序工具103可維持衛星之移動之一動態模型。該模型可用於預測衛星在任何未來時間點之位置及/或狀態，且在定期更新之意義上係動態的。在某些實例中，每當OD程序工具103之篩選器模組對一或多個新狀態矢量進行篩選時，可更新模型。另外或另一選擇係，模型可由系統100之一使用者手動更新。
在一實例性操作模式中，OD伺服器105以規則間隔將自前一間隔以來抵達的來自佇列102之任何量測複製至一工作目錄。OD伺服器105亦將關於衛星之任何所需額外元數據映射至可呈多個單獨星曆表檔案之形式之此等量測。OD伺服器105然後可協調OD程序工具103之運轉，並向其供應此等量測及元數據，以便OD程序工具103產生所期望經篩選及經預測星曆表量測值。
映射至衛星量測之元數據可包含衛星質量、衛星重心、衛星之總線上之GPS天線位置、NORAD (北美航空航天防禦司令部)追蹤ID、彈道係數初始估計、曳力及SRP (太陽輻射壓力)係數、曳力及SRP之有效面積以及熟習此項技術者所熟悉之任何其他數據中之任何一或多者。
原則上，可在GPS佇列102處接收GPS數據之前進行衛星數據之篩選，例如以提供經篩選歷史及經預測未來軌道星曆表狀態矢量，或者可在OD伺服器105處進行此篩選，或者可在他處進行該篩選。如本文他處所述，專有工具可用於執行可在OD伺服器105中執行或單獨執行之此篩選。
在任一情形中，將篩選作為與OD伺服器105中之GPS數據之組織及組態(若必要)分離或並行之一程序來執行係尤其有用的。換言之，可對經篩選或未經篩選(例如原始)數據執行將數據編譯成一數據集以使該數據易於經由OD API來進行存取。舉例而言，經篩選及未經篩選數據可儲存在一數據庫中，使得經篩選及未經篩選數據兩者可用於OD API。在某些實例中，經篩選及未經篩選數據可儲存在上文所論述之關係數據庫中——在某些情形中，儲存在關係數據庫之單獨表中。另外或另一選擇係，經篩選數據可被插入至數據集中。實施此之一種方式係當OD API 105中之未經篩選數據變得可用時，用經篩選數據替換或覆寫未經篩選數據。熟習此項技術者將熟悉其他方式。
篩選與數據集之編譯之此分離具有若干益處。舉例而言，該分離可幫助避免可能由篩選程序引起的可進行存取之數據之延遲。在篩選可開始之前，或者在一所需置信度可歸功於經篩選數據之前，篩選程序通常將需要最小量原始數據。因此，舉例而言，在一衛星之初始發射中，在獲取最小量原始數據之前可能存在一時間延遲。獲取此最小量數據所花費之時間可能導致經篩選數據經由API之可存取性之一顯著延遲，並且同時可經由API對未經篩選數據進行存取可係有用的。舉例而言，在獲取最小量原始數據之前在衛星之初始發射之後的時間延遲可係六小時或更多、十二小時或更多、十八小時或更多、二十四小時或更多、三十六小時或更多、四十八小時或更多、七十二小時或更多，或者一百二十小時或更多。
篩選程序與編譯之分離以及視情況發生在OD伺服器處之其他操作可幫助確保可經由API更快地獲得數據，此原本係可能的。原始數據經由API之可用性可促進對衛星尤其對初始發射執行操作。一種此操作可係在初始發射時手動計算衛星之位置及/或狀態，例如若注意到任何異常，此可係所期望的。而且，未經篩選數據儘早可用亦係有用的，此乃因可在發射後即刻對衛星之健康狀態進行某些判定。舉例而言，藉由確保未經篩選數據之早期可用性，可檢查GPS數據在GPS佇列102處被安全接收及/或任何相關子系統正在接收數據及任何相關聯量測。在某些實例中，此可藉由確保連續接收之狀態矢量之間的時間間隙不會大到指示一或多個狀態矢量尚未在GPS佇列102處被成功及安全接收(亦即沒有狀態矢量自GPS佇列102 「丟失」)來完成。
此外，未經篩選數據之早期可用性可促進對衛星100之軌道狀態之一早期判定。對未經篩選GPS數據之存取可使得OD伺服器能夠例如藉由雙線元件(TLE)產生來判定衛星100之軌道狀態。TLE可用於定義衛星100之軌道狀態，且可被分配給一外部裝置及/或伺服器，例如一地面站或裝載在衛星上之一內部電腦，諸如一內部經過規劃器。TLE可被分配給此類裝置及/或伺服器，使得與衛星之每一軌道經過相關之數據可在裝置及/或伺服器之間同步，及/或使得衛星可被一地面站之一或多個天線追蹤。
如圖1中所圖解說明之OD伺服器105提供真實位置、速率及時間之量測值(星曆表之狀態矢量)之可容易搜尋的、理想地但未必仍經篩選之一源，且亦可另外提供可容易搜尋之經預測未來位置、速率及時間之一源，此將參考圖2進行更詳細闡述。
OD伺服器105及OD程序工具103可例如使用一雲端電腦提供商獨立於任何地面站及通信系統來進行託管及運轉。
如已提及且如圖1中所指示，OD程序工具103不僅能夠基於所接收原始數據來輸出經篩選星曆表，而且能夠輸出可用於系統之其他部分之經預測未來星曆表，例如以供影像獲取規劃。若要進行一未來操作，則經預測未來星曆表可能會改變。
圖1之系統10允許將與衛星之一或多個未來經排程操縱相關之數據供應給OD程序工具以供用於對所接收衛星位置數據進行篩選之可能性。另外，OD程序工具可接收與衛星之過去經排程操縱相關之數據以供用於篩選程序。
應注意，一般而言，存在兩種類型之操縱，即改變衛星之軌道之操縱以及不改變衛星之軌道之操縱。利用衛星之推進系統(例如，一推進單元之推進器)來執行改變或校正軌道之一操縱，例如以維持一具體軌道或者避免一碰撞。另外，姿態操縱可由一ADCS單元命令及執行。彼等操縱可能不會改變軌道。姿態操縱可用於進行下行鏈接/成像等。可藉由旋轉衛星之一組件來執行姿態操縱。根據角動量守恆原理，衛星可在與旋轉組件之旋轉相反之一意義上旋轉。衛星之旋轉組件可係例如ADCS單元之一致動器。致動器可包括以下各項中之一或多者：反作用輪、扭力桿、動量輪或其他旋轉組件。
在圖1之系統中，原始GPS數據儲存在一星曆表檔案庫110中。
來自OD伺服器105之經篩選及經預測輸出可採取可儲存在一電腦磁碟上之一檔案之形式。當產生此檔案時，OD伺服器105可使用一預定義應用程式設計介面(API)經由一電腦網路將此檔案傳遞給一檔案庫112，以用於將此所產生數據編目錄並儲存。檔案庫112可提供用於搜尋一連續時間週期內軌道之整個歷史記錄並以一標準回應格式供應此數據之功能性，此與供應自GPS佇列產生之個別檔案相反。此檔案庫112可與星曆表檔案庫110組合。在某些實例中，OD伺服器105可經組態以向系統110之使用者提供搜尋整個檔案庫112及/或星曆表檔案庫110之功能性。在此意義上，OD伺服器105可作為一數據庫介面操作以查詢可單獨或一起作為數據庫操作之檔案庫112及/或星曆表檔案庫110，其中GPS佇列102及/或OD伺服器105之輸出已被編目錄及/或已被儲存。儲存在數據庫中之數據可作為一連續數據流進行搜尋及存取。
如同OD伺服器105以及系統10之其他組件那般，出於高可用性或效能原因，檔案庫可有利地與系統之其他零件分開託管，且可在地理上或者跨越多個網路進行複寫。
由於預測之新值通常具有重疊時間週期，因此OD伺服器105可自檔案庫112移除舊值，且僅服務於最新產生之值。在接收到儲存確認之後，檔案庫可自GPS佇列102永久移除經下行鏈接檔案，使得該等檔案不被重新處理。若存在一錯誤，則該等檔案可能會在下一運轉時被自動重新處理。
與自離散檔案獲得輸入相反，進一步業務程序可使用OD伺服器105來擷取其所需時間週期之軌道數據。此等程序可包含出於避免碰撞目的而可以程式設計方式向一第三方服務提交經預測軌道，因此自動判定是否可安全地實行任何經規劃操縱。
在圖1之系統中，經篩選星曆表數據被展示為供應給軌道模擬器115及處理器120。經預測數據被展示為供應給影像排程器125。
可在OD伺服器105中以此項技術中已知之各種方式處理數據。可在任何適合位置處以任何適合方式(包含例如使用基於雲端之服務)執行程序。經由一伺服器提供數據之能力對於向處理服務提供數據尤其有用。獲取後之影像處理取決於在一給定時間(例如一經排程成像時間)衛星狀態矢量(位置/速率分量)之知識之確定性。經篩選星曆表(在軌道判定之後)可提供低不確定性狀態矢量，從而以此方式改良影像處理品質，如參考圖8所進一步闡述。
經預測數據可用於在影像排程器125中進行影像排程。影像排程依賴於對一衛星經過之未來位置及時間之準確預測，以確保例如使用衛星在該位置之上的每次經過來形成一特定位置之最佳可能影像。影像規劃(地點及時間)及雷達模式設置兩者皆取決於經預測星曆表之準確性。在此內容脈絡中，「雷達模式設置」可係一計算描述性語言(亦即，包含邏輯之一電腦可讀媒體)，當執行該描述性語言時，設定或判定與由衛星進行之成像過程相關聯之參數。舉例而言，雷達模式設置可設定成像過程開始之時間。另外或另一選擇係，雷達模式設置可設定或判定衛星發射一成像信號之重複頻率，即雷達模式設置可在衛星之一處理板上設定或判定脈衝重複頻率。在圖1中所展示之系統中，此係由所設計OD API提供，並且在每次以新星曆表數據之下行鏈路通過之後，準確性將會得到改良。
影像排程器125可自OD伺服器105請求數據。數據可係JSON或與一API相容之任何其他適合格式。重要的係，預測不再呈一星曆表檔案之形式。作為OD伺服器105中之數據之組態之一結果，影像排程器可請求與一特定時槽相關之數據，且可僅獲得少量數據。參考圖8進一步闡述可由一影像排程器125執行之操作。
有必要不時地操縱一衛星，例如以確保該衛星處於一重複軌道上，亦即維持其軌道，例如在每天之同一時間處於同一地點處，或者符合某些其他要求，或者改變其軌道。在不同衛星在不同時間監測不同位置的情況下在一大型衛星星座中此可能尤其重要。因此，在某些時間間隔下(例如週期性地，例如每週)，可對軌道維持進行規劃。
在圖1之系統中，出於軌道維持目的，例如經由伺服器105 API獲得之衛星位置及/或狀態數據可被攝入至一軌道模擬器115中。
軌道模擬器115可模擬衛星之移動，以便判定使衛星返回至所期望軌道或達成一新軌道之一操縱之參數，諸如時間及推力(推進力)持續時間，此將在下文進行進一步論述。在模擬之後，操縱之所判定參數可被供應給一碰撞避免服務，指示為碰撞避免API 130。
在圖1中所展示之系統中，操縱參數被饋送至方塊127處所指示之軌道判定模組中。若操縱發生，則軌道判定模組127可例如使用衛星之移動之一動態模型來判定衛星之新軌道，該動態模型可與OD程序工具103中所使用之模型相同。換言之，如上文所論述，每當OD程序工具103之篩選器模組對一或多個新狀態矢量進行篩選時，可更新模型。另外或另一選擇係，該模型可由系統100之一使用者手動更新。以此方式，新軌道之判定可係基於對衛星狀態矢量之最近(亦即最新)量測/判定。
碰撞避免服務在此項技術中係已知的，且經提供以避免衛星之間或者衛星與空間碎片之間的碰撞。可向碰撞避免API 130供應一經規劃操縱之細節，可向碰撞避免API 130供應來自其他衛星運營商之類似細節以及其他衛星及空間中其他物件之現有軌道。作為回應，碰撞避免服務將提供一碰撞概率。在圖1中之決策方塊135處，做出碰撞概率CP是否足夠低以至於可實行一操縱之一決策。若是，則執行操縱之一指令被提供給操作控制器140以操縱衛星100。
碰撞服務連續地監測其他衛星及物件在空間中之移動，以偵測可能之碰撞。因此，一衛星可訂閱一碰撞避免服務，並定期通知CA API其狀態，以便在沒有任何經規劃操縱的情況下發出碰撞風險之警告。因此，參考圖1所闡述之碰撞避免操作可係除了定期通知碰撞避免API之衛星星曆表及預測以外的操作，圖1中未展示。
下文參考圖4更詳細地闡述其中規劃了一操縱之一實例性碰撞避免程序。
圖1之頂部處之虛線展示與供應回OD伺服器105之一經排程操縱相關之操縱參數。
在本文所闡述之方法及系統中之任一者中，回應於接收到碰撞概率，可自動(亦即在不具有人類干預的情況下)執行一操縱之規劃。一般而言，圖1之系統正在執行其中根據碰撞概率來排程操縱之一方法。舉例而言，若碰撞概率大於一臨限值，則操縱可自一經規劃時間推遲。不是簡單地在與所判定時間不同之時間執行操縱，而是有必要在不同時間重新運轉碰撞概率判定，直至找到一碰撞概率低於臨限值之一時間為止。此將參考圖4及圖5進行進一步闡述。
如本文所闡述之一系統可用於確保一衛星以最小碰撞概率處於其正確軌道上。該系統亦可經組態以僅在一特定任務已被執行之後才執行操縱。 操縱數據在位置數據篩選中之使用
圖2係更詳細展示可由圖1之系統之OD伺服器105及OD程序工具103執行之操作之一示意圖。特定而言，圖2展示操縱數據可如何用於對原始衛星位置數據之篩選中。
圖2展示原始位置數據(例如藉由地面站網路101供應之GPS數據)被供應給星曆表檔案庫110、OD程序工具103及OD伺服器105。另外，OD伺服器105被供應有來自操縱程序之操縱數據(例如包含操縱參數)，如由方塊210所指示。此數據可係關於經排程未來操縱及/或已發生之操縱。舉例而言，與一過去操縱相關之所接收數據可確認一經排程操縱確實已發生，或者指令衛星執行一經排程操縱。另外或另一選擇係，與一過去操縱相關之所接收數據可包含與為執行過去操縱而施加之任何力之方向、量值及/或方向相關之資訊。因此，該系統可經組態使得除了原始GPS數據以外與經排程操縱相關之數據(例如歷史及未來操縱中之一者或兩者)被用作對OD程序工具103中之OD篩選器之一輸入以供用於對原始星曆表進行篩選。對篩選器之此額外輸入數據可幫助減少經篩選數據中之誤差限度。
OD伺服器105處之OD API可用於請求及獲得供其他服務使用之數據，包含衛星之運行內部之服務。此類服務可包含所謂經過排程，即一給定衛星何時將處於與一特定地面站之一操作通信範圍內之一判定，包含給定衛星何時將進入操作通信範圍以及衛星將在範圍內保持多長時間兩者。此對於判定其間軟體更新可自地面站遞送至給定衛星之時間窗可係有用的。圖2中指示一實例性訊息流。
OD API可在一特定時間週期內接收對數據(例如位置及/或狀態數據)之一請求211。時間週期可係在過去或未來，或者可橫跨過去及未來。在某些實例中，基於歷史數據，時間週期可延伸至過去12小時或更多、過去24小時或更多、過去48小時或更多、過去72小時或更多，或者儘可能遠地延伸回至過去。在某些實例中，時間週期可延伸至未來6小時或更多、未來12小時或更多、未來18小時或更多、未來24小時或更多、未來36小時或更多、未來48小時或更多、未來72小時或更多，或者未來120小時或更多。OD程序工具103 (例如在OD伺服器105之控制下)可經由OD API向OD伺服器發送請求212，以提供一特定時間範圍內之操縱數據。請求212之發送可回應於請求211之接收，且可係關於請求211中所規定之特定時間範圍。另外或另一選擇係，圖2之系統可操作，使得一查詢212被週期性地傳輸給OD程序工具103以獲得數據，使得該數據可已經由API回應於請求211來獲得。一週期性請求可係關於相對於該請求被傳輸之時刻之相同時間週期，例如先前及未來24小時，或者先前及未來48小時。換言之，OD伺服器105或OD程序工具103可在連續時間週期內在規則間隔下或週期性地接收操縱數據，使得所接收操縱數據與連續時間週期相關。然後，OD程序具有供在篩選程序中使用之操縱數據之一可容易獲得之供應。
OD API將一回應213傳輸給OD程序工具103，回應213具有在請求212中規定之特定時週期期間之經規劃操縱及/或歷史操縱之細節。一歷史操縱之細節可包含操縱之持續時間、操縱之開始時間、操縱之停止時間、與操縱相關聯之推力/燃燒力之量值，及/或與操縱相關聯之推力/燃燒力之姿態。一經規劃操縱之細節可包含操縱之持續時間、與操縱相關聯之推力/燃燒力之量值，及/或與操縱相關聯之推力/燃燒力之姿態。一經規劃操縱之細節可進一步包含操縱之所預計/經規劃開始及/或停止時間。若某些或所有時間週期係在過去，則OD程序工具103在原始GPS數據之篩選中使用歷史操縱數據來輸出經篩選星曆表214。舉例而言，OD程序工具103可使用歷史操縱數據作為一輸入來更新衛星之軌道之統計模型(例如由一擴展卡爾曼(Kalman)篩選器產生)來形成一更準確歷史力模型。由非預期操縱引起的原始GPS數據中之異常數據點現可被識別為一操縱並被平滑化以提供經篩選星曆表214。另外或另一選擇係，若查詢212或請求211中之某些或所有時間週期係在未來，則OD程序工具使用此來產生自OD程序工具213傳輸給OD伺服器105之經預測未來星曆表215。自OD程序工具103輸出至OD伺服器105之星曆表然後可藉由OD伺服器105供應給請求服務。此請求服務可服務於衛星內部或外部之一程序。
在OD篩選程序之操作之一具體實例中，OD程序工具103中之OD篩選器供應有操縱數據，該操縱數據可包含每一操縱之持續時間及時間，每一操縱係一歷史或未來經規劃操縱。為了實現一操縱而傳輸之命令亦可藉由確認命令一經規劃操縱發生之方式通知OD篩選器。若確認失敗，亦即判定未命令操縱發生，或者操縱未被執行，則與該操縱相關聯之數據可被刪除。在某些實例中，可存在記錄用以執行一給定操縱之一命令是否被成功傳輸給衛星以及稍後操縱是否被成功執行之一單獨程序，例如一分派任務服務。OD篩選器可(重新)創建操縱，例如藉由導入所接收操縱數據將操縱模型化，並使用此操縱來判定衛星在任何過去或未來時間之位置及/或狀態。如他處所述，OD篩選器可在篩選程序中使用衛星之移動之一動態模型，此在OD判定中係已知的。一旦導入至OD程序中，操縱便可用於為一特定操縱之具體時間週期重新定義衛星之動態模型。因此該等操縱僅用於產生所期望OD解決方案(經篩選數據)或預測(基於理論動力學模型而非實際量測來創建之星曆表)。
航天器之所期望/預測姿態亦闡述於OD程序中，以便配合衛星之動態模型。可在衛星每次經過時搜集此姿態數據。姿態數據可儲存在例如衛星每次經過時被附加之一姿態檔案中。藉由將姿態數據與狀態矢量數據包含在內，可將衛星之精確移動模型化。此精確位置模型可與狀態矢量量測(例如GPS量測)及/或衛星之尺寸組合，以改良動態模型之可靠性及精度，藉此導致OD篩選器對數據進行一更準確篩選。因此，此改良了基於動態模型所作的任何預測之準確性，並且因此改良了軌道操縱之規劃，並改良了軌道資訊之任何後處理之準確性。
更具體而言，OD篩選器可基於對位置之不同估計來輸出經篩選位置數據，其中不同估計包含原始位置數據以及基於一經排程操縱對位置之一估計。另外或另一選擇係，OD篩選器可輸出狀態矢量(亦即，包括位置數據及速率數據兩者之數據集)。此等狀態矢量可係衛星之一未來狀態之經預測狀態矢量，且可在將已創建之動態力模型納入考量的情況下自在軌道數據時轉發之一傳播導出。此亦可將衛星之任何經排程操縱納入考量。當預測星曆表狀態矢量時，原始狀態矢量數據(舉例而言，呈原始GPS數據之形式之原始位置數據)可能僅係用於處理之一初始起始點，自該起始點可判定衛星之未來軌道方向。在衛星之初始狀態矢量被良好定義且準確之實例中，經預測軌跡/軌道之可靠性(亦即可信度)可得到改良。
在操作OD程序之一項實例中，在OD篩選器中，兩種類型之篩選器(統計程序)被應用於包含以下步驟之一程序中：
1) BWLS (貝氏(Bayesian)加權最小二乘法) – 此基本上係一曲線擬合程序。BWLS不使用任何動態模型，而是用於給出一較佳初始猜測，以便移動至下一篩選步驟。此處，所有數據皆即刻被處理。
2) 下一步係OSF (有序統計篩選) – 此係一卡爾曼(Kalman)篩選器 – 此處對數據進行依序處理。本文使用了一動態模型，以便進行最準確更新。最佳狀態最小化了狀態估計之不確定性。模型之不確定性係由此不確定性(程序雜訊)之大小及可變性判定。此處，我們正自舊數據移動至新數據。
3) 第二OSF – 亦稱為一平滑器。與(2)相同，但在時間上相反。一般而言，卡爾曼篩選器在知曉前一狀態之收斂(不確定性位準)的情況下試圖最小化狀態不確定性並使用動態模型來創建最佳猜測。
在階段2及階段3兩者中，動態模型可係基於衛星之一未來經排程操縱。動態模型可進一步基於與衛星之歷史操縱相關聯之數據。使用與衛星之歷史操縱相關聯之數據可改良動態模型之準確性，亦即，其可降低與動態模型相關聯之任何不確定性值。
應注意，OD程序可能忽視了衛星在地球上空之經過或其他操縱。向API查詢軌道數據之系統沒有意識到未來或過去之任何操縱，並且在執行任務時也無需將該等操縱納入考量 – 在API所供應之經預測及經篩選軌道數據兩者中已充分表示了該等操縱。OD程序可經組態以例如在規則間隔下或者回應於接收到新原始數據而自動地自OD伺服器105請求新數據。OD程序可經組態以在未來之一預定時間週期內以另一形式連續提供經預測星曆表或位置數據，使得該程序例如總是提前24小時「思考」。該程序可在諸如一膝上型裝置之任何適合運算裝置上之任何地方運轉，且理論上可在裝載衛星上之一運算系統中運轉。
OD程序工具103可提供確認一經規劃操縱確實發生之一自動化方式。在一項實例中，來自衛星之推進遙測可例如可以程式設計方式被監控。當一操縱發生時，預期具體推力模組會產生一具體量值之推力。若未偵測到此經預期量值，則可假定操縱已失敗(亦即未被執行)，並且可自OD程序自動移除與彼操縱相關之數據，例如，可移除或摒棄先前供應給OD程序工具103的與經規劃操縱相關之數據。可自推進器直接量測及/或自施加推力之後衛星之位置數據推斷與所偵測之推力量值相關聯之數據。換言之，在某些實例中，推力之量值可基於指示已施加推力之後衛星之位置及/或速率之遙測數據來判定。在某些實例中，在衛星之理論軌道行為之間可能存在一差異(基於來自推力模組之推力之經預測量值)。OD程序工具103可判定一推力校正，該推力校正基於過去的實際軌道行為與理論軌道行為之間的差異來調整由推力模組施加之推力之量值及/或方向，以最小化未來的實際軌道行為與理論軌道行為之間的差異。此外，可命令例如由推力校正導致之一場景之重新初始化持續一特定時間週期(例如T-6小時)。重新初始化該場景可涉及重設衛星之動態模型，使得該模型僅慮及一短週期之最近量測(例如，來自之前六個小時之量測)而不是自所有先前進行之量測構建。以此方式，可減少OD程序工具103之記憶體要求。在自一衛星獲取影像之內容脈絡中，對於在T+24小時內排程之影像，此過程可在每次經過時運轉。此使得能夠避免歸因於失效操縱而導致之處理及分派任務錯誤。軌道模擬器115亦應例如經由來自OD伺服器105之一輸出而發出操縱失敗之警示，此乃因，出於軌道維持或避免碰撞或其他目的，失敗之操縱仍需得到執行。通常在經由碰撞避免API 130預先檢查碰撞概率之後，一維持程序將再次運轉，例如命令推進系統產生額外燃燒力(換言之，推力)。在一碰撞避免操縱之情形中，類似地，可命令推進系統產生額外或校正燃燒力或推力。
在參考圖1及圖2闡述之系統中，OD伺服器105負責對其接收之數據進行編目錄，該數據包含但不限於原始GPS星曆表、經篩選歷史星曆表、經預測未來星曆表及操縱數據中之任一者。此數據中之任一者皆可作為離散項(例如個別檔案)供應給伺服器105。舉例而言，星曆表通常在衛星每經過時以一檔案之形式供應，而操縱數據可作為每操縱之一離散項供應。伺服器或任何其他適合運算系統對此數據之編目錄使得能夠以各種方式(例如每時間週期)或者在一具體座標系中搜尋該數據。此外，可由同一伺服器或運算系統對同一星座中之多個衛星執行此編目錄。然後，舉例而言，對於一個衛星或一群組衛星，有可能獲得一時間週期內之衛星位置、一時間週期內之衛星操縱，以及如熟習此項技術者所熟悉之其他資訊。 OD 程序之品質控制
圖3係展示可用於確保將準確預測提交給OD伺服器105之API之一品質控制「QC」系統之一方塊圖。此處，QC可由使用專有工具來創建統計數據連同其自身決策及在OD伺服器105中實施之重試邏輯一起組成。
圖3之QC程序可併入至圖1之系統中，以確保僅一特定品質之數據被供應給OD伺服器105。該程序可作為OD程序工具103之一部分實施，或者在OD程序工具103之輸出與OD伺服器105之輸入之間的一單獨品質控制模組中實施。無論哪種方式，圖3中所展示之程序之操作可由OD伺服器105控制以自動操作而無需人工干預。
在圖3中，假定品質控制程序發生在OD程序工具103中並接收原始GPS數據作為輸入數據。另外，經規劃操縱及歷史操縱之細節可用於該程序中。然後，如301處所指示地創建一OD場景，其結果以經篩選星曆表之形式經受一統計測試303。統計測試可以任何適合方式測試場景數據之可靠性，例如高於一預定臨限值之一置信度值。可使用一專有第三方統計軟體工具來執行統計測試。若在決策305處經篩選星曆表滿足置信度臨限值，則在307處以類似於圖2中之214之一流程將經篩選星曆表傳輸給OD伺服器105。否則，流程返回至301，這一次具有額外輸入數據，例如橫跨一更早或更長時間週期。然後，可請求來自GPS佇列102之額外資訊，以便重新運轉操作301、303、305。在圖3之實例中，請求來自前6個小時之額外量測，而在第一迭代中，可能僅使用來自前一個小時之數據。 碰撞避免
圖4係更詳細地展示可在圖1之系統中實施之一碰撞避免程序之一方塊圖。軌道模擬器115、軌道判定模組127、碰撞避免API 130及決策方塊135可以已參考圖1闡述之相同方式操作。
一般而言，諸如自軌道模擬器115輸出至軌道判定模組127之操縱數據的操縱數據可包括操縱之日期或更精確時間、推力持續時間、推力之量值及指向、推力之比沖以及衛星之姿態。為簡單起見，圖4中僅展示日期及推力持續時間。
若在決策方塊135處將碰撞概率判定為低，例如低於一預定臨限值，則自操作控制器140向操作控制器140發送一命令以操縱衛星100。此外，將經規劃操縱之細節(例如包含日期及持續時間)傳輸給OD伺服器105。此可係在圖2之方塊210中傳送給OD伺服器105之全部或部分操縱數據，並且然後可由OD伺服器用來控制OD程序工具105之操作，以產生回饋給軌道模擬器115之經篩選OD星曆表數據。
若在決策方塊135處將碰撞概率判定為不低，則向軌道模擬器通知一可能碰撞的最接近之時間，該時間被回饋給軌道模擬器，以便判定新操縱參數。
圖5係展示可由軌道模擬器115執行之操作之一方塊圖。
如圖4中所述，軌道模擬器115經由OD伺服器105之API接收經篩選星曆表。在圖5中，判定操縱數據之兩個程序被展示為並行發生。為了在一特定軌道種維持衛星，一個程序係在規則間隔下(例如每兩週一次)發生。為了避免碰撞，另一程序由一碰撞警報觸發，例如，歸因於衛星繼續在其當前軌道中或者歸因於一經規劃，碰撞概率高於一預定臨限值之一通知。碰撞避免操縱規劃可基於碰撞概率及最接近之時間中之一者或兩者，以確保新操縱數據定義不太可能導致一碰撞之一操縱。此新操縱數據然後被供應給碰撞避免API 130，用於判定待再次判定之碰撞概率。可重複判定操縱參數、接收一碰撞警告及判定新碰撞參數之步驟，直至新碰撞參數不會導致一碰撞警告為止。 衛星能力之操縱規劃
除了為軌道維持及碰撞避免規劃之操縱以外，一操縱之規劃亦可將衛星之當前狀況(例如其推進系統)納入考量。另外或另一選擇係，可將衛星相對於太陽之位置納入考量，例如以避免推進系統在衛星完全暴露於太陽並處於過熱危險中時運行。圖6示意性地展示可在圖1之系統中實施之操縱規劃之一可能程序。
在圖6中所展示之程序中，首先在操作601處，進行軌道模擬以判定操縱參數，例如時間、持續時間、量值及指向。該等參數然後經歷如上文所闡述之一碰撞避免程序並由CA方塊603表示。然後可假定，自CA程序得出之操縱參數滿足一低碰撞概率之一要求。因此，方塊600中之流程開始於接收將衛星自一當前軌道移動至一新軌道之一經規劃操縱之參數，其中該等參數包含操縱之時間及持續時間。該等參數可規定用於執行操縱之一時間窗，在該時間窗內，可根據關於操縱何時發生之一或多個其他限制來排程操縱之發生，該等限制包含對太陽之暴露以及衛星推進系統之當前能力中之一者或兩者。
接下來，在操作605處，判定用以實現操縱之推進排程要求，並且在操作607處，決定是否能夠滿足要求。當判定推進排程要求時可納入考量之因素可包含任何一或多個功率狀態，例如可用電池、推進溫度及推進狀態。舉例而言，在某些情形中，推進器可能需要加熱至一具體溫度才能點火。此溫度可被稱為推進溫度。推進溫度可係125攝氏度或更高、150攝氏度或更高、175攝氏度或更高，或者200攝氏度或更高。在一特定實例中，推進溫度可係173攝氏度。推進狀態可包括指示衛星之各種組件之狀態或效能之數據。舉例而言，推進狀態可指示衛星之哪個模組(若有)損壞或經受故障(例如故障偵測、隔離及恢復(FDIR)重設等)。
若在時間窗內無法滿足推進排程要求，則執行軌道模擬601及CA程序603之迭代，直至判定衛星可執行之操縱參數為止。
然後，在操作609中，獲得對食時間之估計。此等指示太陽何時被地球遮住，使得衛星處於地球之陰影中。可較佳地在太陽被地球遮擋時執行操縱，以便確保衛星在執行一操縱時不會過熱。來自太陽之熱及由衛星推進系統產生之熱之經組合效應可導致衛星過熱並被損壞。在實踐中，已發現在推進單元面向太陽的同時避免操作推進單元就足夠了，此可藉由排程操縱之時間以避免其間衛星對太陽之暴露最大之軌道之一比例(例如暴露係最大期間軌道之四分之一)來達成。然後，推進器之運行出現在不超過圍繞地球之每一完整軌道之四分之三處，或者通過，從而避免了對太陽之最大暴露之四分之一軌道。
圖7展示可使用本文所闡述之系統及程序來操作之一實例性衛星100。衛星包括一大體立方體主體，在此項技術中被稱為一「匯流排」。一太陽能面板702安裝在主體之一矩形表面上，並且額外太陽能面板經由支柱連接至該矩形表面。衛星包括自主體在兩個相反方向上延伸之一大體平面結構，以提供可支撐一天線陣列704及其他組件之兩個「翼」。當衛星處於軌道中時，與主體相對之「翼」之表面大體上面向地球之表面。衛星配備有用於利用一所產生推力來操縱衛星之一推進系統706。推進系統安裝在主體上與太陽能面板相對之表面上。推進系統包括用於在需要時產生操縱衛星之推力之複數個推進器706。圖7衛星之推進器位於主體之一個側之拐角處且可被等距地間隔開。
推進系統用於操縱衛星100以改變衛星軌道或海拔高度。如本文他處所述，此可係為了在衛星之海拔高度發生微小改變時將衛星維持在一特定軌道中，或者為了避免與空間中之另一物件之一碰撞。舉例而言，對於一特定成像模式，衛星之額外操縱係可能的，例如以改變衛星之姿態。因此，對於一大型衛星成像裝備而言，可相對於衛星進行操縱以進行特定影像獲取過程，而諸如圖7中所展示之一衛星100可係一微型衛星，其較小大小及較大靈敏性可允許其被整體操縱以改變其姿態。可使用衛星ADCS單元來執行此種類之操縱。
可根據其質量對衛星進行歸類。舉例而言，具有介於大約1 kg與大約10 kg之間的一質量之一衛星可被歸類為一立方體衛星；具有介於大約50 kg與大約250 kg之間的一質量之一衛星可被歸類為一微型衛星；具有大約500 kg之一質量之一衛星可被歸類為一小型衛星；具有介於大約800 kg與大約1200 kg之間的一質量之一衛星可被歸類為一常規衛星。
在一實例中，衛星100可係具有100 kg之一質量之一微型衛星。具有大約1000 kg之一質量之常規衛星大體上比微型衛星更昂貴且亦更不靈敏。本文中所闡述之操縱規劃、碰撞避免、軌道改變及其他方法之實施例可應用於一或多個微型衛星，該一或多個微型衛星各自具有介於50 kg與250 kg之間的一質量。
自前面闡述中顯而易見的係，對於衛星100之大部分行進，推進系統706被衛星主體屏蔽而免受太陽照射，但在圖7中指示為四分之一4軌道的四分之一軌道期間，推進系統706暴露於太陽，且因此期望在此時間期間避免操作推進系統706。因此，與食時間有關之資訊可用於規劃避免衛星軌道之此部分之操縱。
舉例而言，在如圖7中之四分之一1所指示之軌道四分之一開始時，衛星100可進入地球對太陽之一食。因此，操縱(使用推進系統706)在軌道之四分之一1處開始。如圖7中所指示，衛星100可在四分之一2結束時退出食。然而，在四分之一3之軌道期間，衛星100之主體屏蔽推進系統706免於暴露於來自太陽之輻射。直至衛星已跨越黃道線(標誌著軌道之四分之一之開始)推進系統706才暴露於太陽輻射。因此，使用推進系統706之操縱在軌道之四分之一3處或末端處結束。
對於低地球軌道中之一衛星而言，一食通常持續34.5分鐘，並且一軌道持續95.6分鐘。
在操作611中，操縱被排程成在衛星處於地球之陰影中或者至少其推進系統沒有完全暴露於太陽之一或多個時間期間發生，如上文進一步所解釋。
操作611之結果係操縱參數被輸出至衛星100或操作控制器140，如圖1中所展示。此等操縱參數亦被輸出至OD伺服器105，如圖2中之方塊210所指示。
應注意，在圖6之程序中，避免碰撞優先於衛星能力及太陽暴露避免。一般而言，判定操縱參數以滿足碰撞避免、衛星能力及太陽暴露避免之準則以及可適用於判定操縱參數之其他準則之程序可以任何次序進行，且可根據當前條件而變化。
自前述內容可瞭解，由CA程序產生之操縱參數或者任何優先程序可規定用於執行操縱之一時間窗，在該時間窗內，操縱可被更精確地定時以滿足一或多個其他準則。
為了滿足用於定時一操縱之各種準則，由來自一第一程序(諸如CA程序)之參數輸出定義之一個操縱可被排程為作為一系列子操縱而發生。舉例而言，來自CA程序之時間週期或窗輸出可包含衛星圍繞地球之至少兩個軌道。然後，一操縱之總持續時間可被分成在衛星之不同經過中出現之較短時間週期。因此，除了量值(例如推力(或燃燒力)之量值)以外，自操作611得到之輸出參數亦可包括(子)操縱之日期/時間及持續時間。 影像排程
圖8圖解說明可由圖1之影像排程器125執行之操作。影像排程器操作以編譯由裝載在衛星上之影像獲取設備獲得之影像數據，從而以SAR成像領域中眾所周知之一方式產生合成影像。此程序有時被稱為影像堆疊處理，如圖8中所指示。新獲取之數據被連續地添加至影像堆疊。在數據之編譯中，準確知曉數據獲取時衛星之位置係重要的。在圖8中所圖解說明之程序中，若位置估計足夠準確，則影像數據僅被添加至堆疊。
圖8之流程假定已接收到在一特定時間跨度期間獲取之SAR影像數據。
如圖8中所展示，影像排程器125可向OD伺服器105請求特定時間跨度內之經篩選星曆表。經篩選星曆表將用於估計或判定與特定影像數據相關聯之地理定位誤差。可回應於接收到新影像數據來傳輸請求。另一選擇係，可按每批影像數據來傳輸請求。另一選擇係，可在規則間隔下將此資訊自OD伺服器供應給影像排程器，而不必回應於一請求。
如圖8中所展示，經篩選星曆表可用於估計衛星在一特定時間點之一地理位置誤差。可在一OD程序之每一迭代結束時判定地理定位誤差。然後，判定誤差是否為高，例如高於一預定臨限值，在此情形中，較佳地不將彼時間之影像數據導入至影像處理堆疊中。而是，自影像排程器125向OD伺服器105傳輸對經篩選星曆表之一新請求，後續接著再次估計地理定位誤差。鑒於估計係基於一較大數據集之事實，所得誤差應較低。可實行誤差估計以及請求額外經篩選星曆表之重複迭代，直至誤差足夠低至可將相關聯影像數據添加至影像堆疊處理為止。
重要的係，應注意，由於影像排程係持續運轉的，其無需意識到衛星正在執行之任何操縱、軌道改變或碰撞避免，此乃因此等操縱、軌道改變或碰撞避免將總是在OD API所供應之最新軌道判定中表示。 推進系統之校準
本文所闡述之方法及系統中之某些可提供更準確地控制一衛星之推進系統之運行之機會。舉例而言，該等方法及系統可用於推進系統之校準。此對於無法容易地在地面上測試之一推進系統尤其有用。舉例而言，不推薦對某些離子低推力引擎進行地面測試。在此等情形中，可估計推進系統之效能，例如以便基於給予推進系統之命令來估計位置。此種校準不僅在不使用地面測試之初始操作中有用，而且在推進系統之效能隨使用而變化之操作期間亦有用。
圖9係展示可由圖1之系統中之一推進系統校準器執行之操作之一方塊圖。
在一OD程序901期間，自操縱數據獲得之位置之確定性可對一或多個參數(例如量值及指向中之一者或兩者)進行突出顯示。以此方式，可自OD結果獲得關於推進系統(例如一給定操縱上之引擎或推進器)之效能之資訊。可產生並儲存校正估計報告及圖表，且然後一系統工程團隊可得出關於效能之結論並繼續進行校準行動，此將導致更準確操縱/預測及經篩選解決方案。在OD程序901內，可能存在操縱輸入之一不確定性模型，其將推力量值及指向之不確定性以及其他參數納入考量。
在一實例性校準程序中，由操作控制器140命令一操縱。該命令包括推力量值、持續時間及方向，並將基於此等參數與衛星之軌道或狀態矢量之所預期改變之間的假定關係。該命令將意欲將衛星之軌道改變一預定量。實施命令，並且衛星軌道發生改變。可自所得經篩選星曆表判定軌道之改變量。此可用於確認或更新所假定關係。判定經篩選星曆表之篩選程序將會將衛星之軌道之所預期改變納入考量。
OD程序901可接收原始GPS數據以及基於最新所命令操縱之最新(所儲存)操縱數據。依據此輸入，OD程序901產生一經更新軌道模型。此經更新軌道模型包含一不確定性模型，該不確定性模型捕獲衛星操縱之推力量值及指向之不確定性，且經受一統計一致性測試903。若經更新軌道模型未通過統計一致性測試903，則OD程序901精煉軌道模型並調諧不確定性，直至軌道模型及相關聯不確定性模型通過一致性測試903為止。一旦軌道模型通過一致性測試903，最終經更新軌道模型被傳送給又一模組以產生一校正模型。此校正模型可呈所導出之校正圖表905之形式。然後，所導出之校正圖表905可用於補償諸如未來操縱規劃模擬中之推力量值及指向等操縱參數之不確定性。
本文所闡述之系統中之任一者之組件中之任一者可包括一運算系統或者併入該運算系統中。
本文中所闡述之運算系統中之任一者可被組合在具有多種功能之一單個運算系統中。類似地，本文中所闡述之運算系統中之任一者之功能可分佈在多個運算系統上。
本文中所闡述之方法之某些操作可由呈機器可讀形式(例如呈包括電腦程式碼之一電腦程式之形式)之軟體執行。因此，本發明之某些態樣提供一種電腦可讀媒體，當在一運算系統中實施時，該電腦可讀媒體致使該系統執行本文中所闡述之方法中之任一者之某些或所有操作。電腦可讀媒體可呈暫時或有形(或非暫時)形式，諸如包括磁碟、拇指驅動器、記憶體卡等之儲存媒體。該軟體可適合於在一並行處理器或一串列處理器上執行，使得方法步驟可以任何適合次序執行或者同時執行。
在本發明之所闡述實施例中，該系統可實施為如本文中他處所述之任何形式之一運算及/或電子系統。此一裝置可包括一或多個處理器，其可係微處理器、控制器或任何其他適合類型之處理器，用於處理電腦可執行指令來控制對裝置之操作，以便搜集並記錄路線資訊。在某些實例中，例如在使用一系統單晶片架構的情況下，處理器可包含一或多個固定功能區塊(亦稱為加速器)，其在硬體(而非軟體或韌體)中實施該方法之一部分。可在基於運算之裝置處提供包括一操作系統或任何其他適合平臺軟體之平臺軟體，以使得應用軟體能夠在該裝置上執行。
本文中所使用之術語「運算系統」係指具有處理能力使得可執行指令之任何裝置。熟習此項技術者將認識到，此類處理能力可併入至諸多不同裝置中，並且因此術語「運算系統」包含PC、伺服器、智慧型行動電話、個人數位助理及諸多其他裝置。
將理解，上文所闡述之益處及優點可與一項實施例相關或者可與數個實施例相關。實施例不限於解決任何或所有所述問題之實施例，或者具有任何或所有所述益處及優點之實施例。
除非另有陳述，否則對「一」項或「件」之任何引用係指彼等物品中之一或多者。術語「包括」在本文中用於意指包含所識別之方法步驟或元素，但此類步驟或元素不包括一排他性清單，並且一方法或設備可含有額外步驟或元素。
各圖圖解說明例示性方法。雖然該等方法被展示並闡述為以一特定序列執行之一系列動作，但應理解並瞭解，該等方法不受序列之次序之限制。舉例而言，某些動作可以不同於本文中所闡述之一次序發生。另外，一動作可與另一動作同時發生。此外，在某些情形中，可能無需所有動作來實施本文中所闡述之一方法。
本文中所闡述之方法之步驟之次序係例示性的，但該等步驟可以任何適合次序執行，或者在適當情況下同時執行。另外，在不背離本文中所闡述之標的物之範疇的情況下，可將步驟添加或替代於方法中之任一者中，或者可自方法中之任一者刪除個別步驟。上文所闡述之實例中之任一者之態樣可與所闡述之其他實例中之任一者之態樣組合，以形成進一步實例。
將理解，一較佳實施例之上文闡述僅藉由實例方式給出，並且熟習此項技術者可進行各種修改。上文所闡述之內容包含一或多個實施例之實例。當然，不可能為了闡述上述態樣而闡述上文裝置或方法之每一種可設想之修改及變更，但熟習此項技術者可認識到，各種態樣之諸多進一步修改及置換係可能的。因此，所闡述態樣意欲囊括落入所附申請專利範圍之範疇內之所有此類變更、修改及變化。
參考以下條款可理解本發明之實例及實施例： 1. 一種處理衛星狀態數據之方法，該方法包括： 經由一或多個地面站接收呈多個單獨檔案形式之衛星狀態數據；及 將該所接收衛星狀態數據編譯成可經由一應用程式設計介面進行存取並可按時間範圍進行搜尋之一單個數據集。 2. 如條款1之方法，其中該衛星狀態數據包括原始數據。 3. 如條款2之方法，該方法進一步包括： 在一軌道判定程序中對該原始衛星狀態數據進行篩選以提供經篩選衛星狀態數據， 其中該篩選與對該所接收衛星狀態數據之該編譯並行執行，且 其中經篩選衛星狀態數據之每一項對應於原始衛星狀態數據之一項。 4. 如任一前述條款之方法，該方法進一步包括：接收與該衛星之一或多個經排程操縱相關之操縱數據；及將該所接收操縱數據編譯成可經由一應用程式設計介面進行存取並可按時間範圍進行搜尋之一數據集。 5. 如依附於條款3之條款4之方法，其中該操縱數據用於對該所接收原始衛星狀態數據之該篩選中。 6. 一種處理衛星狀態數據之方法，該方法包括： 接收原始衛星狀態數據； 接收與該衛星之一或多個經排程操縱相關之操縱數據；及 在一軌道判定程序中對該所接收原始衛星狀態數據進行篩選以提供經篩選衛星狀態數據， 其中該操縱數據用於對該所接收原始衛星狀態數據之該篩選中。 7. 如條款6之方法，其中接收該原始衛星狀態數據包括： 經由一或多個地面站接收呈多個單獨檔案形式之該原始衛星狀態數據；且 其中該方法進一步包括： 將該所接收原始衛星狀態數據編譯成可藉由一應用程式設計介面進行存取並可按時間範圍進行搜尋之一單個數據集。 8. 如條款7之方法，該方法進一步包括：將該所接收操縱數據編譯成可經由一應用程式設計介面進行存取並可按時間範圍進行搜尋之一數據集。 9. 如任一前述條款之方法，該方法進一步包括：排程一衛星操縱，其中排程該衛星操縱包括： 接收用於將該衛星自一當前軌道移動至一新軌道之一或多個經規劃操縱之參數，其中該等參數包含該一或多個經規劃操縱中之每一者之一時間及持續時間； 接收在該衛星之未來軌道期間地球對太陽之食時間；及 根據該所判定參數及該食時間來排程待發生之操縱。 10.   一種排程一衛星操縱之方法，該方法包括： 接收用於將該衛星自一當前軌道移動至一新軌道之一或多個經規劃操縱之參數，其中該等參數包含該一或多個經規劃操縱中之每一者之一時間及持續時間； 在接收該衛星之未來軌道期間地球對太陽之食時間；及 根據該等所判定參數及該等食時間排程待發生之該操縱。 11.   如條款10之方法，其中該等所接收參數包括衛星狀態數據，且 其中該方法進一步包括處理該衛星狀態數據，其中處理該衛星狀態數據包括： 經由一或多個地面站接收呈多個單獨檔案形式之該衛星狀態數據；及 將該所接收衛星狀態數據編譯成可經由一應用程式設計介面進行存取並可按時間範圍進行搜尋之一單個數據集。 12.   如條款11之方法，其中該衛星狀態數據包括原始數據。 13.   如條款12之方法，其中處理該衛星狀態數據進一步包括： 在一軌道判定程序中對該原始衛星狀態數據進行篩選以提供經篩選衛星狀態數據，且 其中經篩選衛星狀態數據之每一項對應於原始衛星狀態數據之一項。 14.   如條款12或13之方法，其中處理該衛星狀態數據進一步包括：接收與該衛星之一或多個經排程操縱相關之操縱數據；及將所接收操縱數據編譯成可經由一應用程式設計介面進行存取並可按時間範圍進行搜尋之一數據集。 15.   根據依附於請求項13之請求項14之方法，其中該操縱數據用於對該所接收原始衛星數據之該篩選中。 16.   如請求項10之方法，其中該等所接收參數包括原始衛星狀態數據以及與該衛星之一或多個經排程操縱相關之操縱數據，且 其中該方法進一步包括處理衛星狀態數據，其中處理該衛星狀態數據包括： 接收該原始衛星狀態數據； 接收與該衛星之一或多個經排程操縱相關之操縱數據；及 在一軌道判定程序中篩選該所接收原始衛星狀態數據以提供經篩選衛星狀態數據， 其中該操縱數據用於該所接收原始衛星狀態數據之該篩選中。 17.   如條款16之方法，其中處理該衛星狀態數據進一步包括：將該所接收原始衛星狀態數據編譯成可經由一應用程式設計介面進行存取並可按時間範圍進行搜尋之一單個數據集，其中經由一或多個地面狀態接收呈多個單獨檔案形式之該原始衛星狀態數據。 18.   如條款3、7、13、17中之任一條款或依附於條款3、7、13、17之任一請求項之方法，該方法進一步進一步包括：將該經篩選衛星狀態數據插入至該單個數據集中。 19.   如條款3、6、13、16中之任一條款或依附於條款3、6、13、16之任一請求項之方法，其中該經篩選衛星狀態數據包括歷史衛星狀態數據，其中該歷史衛星狀態數據視情況係與該衛星之一或多個歷史狀態矢量相關聯之真實數據。 20.   如條款3、6、13、16中之任一條款或依附於條款3、6、13、16之任一請求項之方法，其中該經篩選衛星狀態數據包括未來衛星狀態數據，其中該未來衛星狀態數據視情況係基於經組態以預測該衛星之未來狀態矢量之一動態模型之經投影數據。 21.   如條款1至9或11至20中之任一條款之方法，該方法進一步包括將與該衛星相關之元數據映射至該衛星狀態數據。 22.   如條款21之方法，其中該元數據包括以下各項中之一或多者： 與該衛星之實體尺寸相關之數據； 衛星姿態數據；及/或 衛星推力數據，其包括與該衛星之歷史及未來經規劃操縱相關聯之資訊。 23.   如條款21或22之方法，當依附於條款3、6、13、16中之任一條款或依附於條款3、6、13、16中之任一請求項時，該方法進一步包括供應供用於對該原始衛星狀態數據之該篩選中之該元數據。 24.   如條款4、6、14、16中之任一條款或依附於條款4、6、14、16中之任一請求項之方法，其中對於該一或多個經排程操縱中之每一者，該所接收操縱數據包括以下各項中之一或多者： 該操縱之時間； 推力持續時間； 推力量值； 推力方向；及/或 推力比沖。 25.   如條款4、6、14、16或依附於條款4、6、14、16之任一請求項之方法，其中該一或多個經排程操縱包含該衛星之一或多個未來經排程操縱。 26.   如條款25之方法，該方法進一步包括維持該衛星之該移動之一動態模型，其中與該一或多個經排程預定操縱相關之該數據被用於更新該動態模型。 27.   如依附於條款3、6、13、16中之任一條款之條款26或者依附於條款3、6、13、16之任一請求項之方法，其中對自該動態模型獲得之該衛星之該狀態之估計被用於對該所接收原始衛星狀態數據之該篩選中。 28.   如條款27之方法，其中對該原始衛星狀態數據進行篩選係基於對該衛星之該狀態之不同估計，其中該等不同估計包含該原始狀態數據以及基於一未來經排程操縱對該衛星之該狀態之一估計。 29.   如條款27或28之方法，其中對該衛星之該狀態之該等估計包含對該衛星之該位置之估計。 30.   根據條款4、6、14、16中之任一條款或者依附於條款4、6、14、16之任一請求項之方法，其中該一或多個經排程操縱包含一或多個歷史操縱。 31.   如條款30之方法，其中對於該衛星之該一或多個歷史操縱中之每一者，與該衛星之該一或多個歷史操縱相關之該操縱數據包括以下各項中之一或多者之量測數據： 該操縱之時間， 推力持續時間， 推力量值， 推力方向，及/或 推力比沖。 32.   如條款31之方法，其中在排程待執行之一經排程操縱之後，該量測數據被用於判定該經排程操縱是否被執行。 33.   如條款1至9或11至32中之任一條款之方法，該方法進一步包括：將自前一時間間隔以來已接收之衛星狀態數據複製至一工作目錄中。 34.   如條款1、7、11中之任一條款或者依附於條款1、7、11之任一條款之方法，其中該數據集儲存在一關係數據庫中。 35.   如條款1、7、11中之任一條款或依附於條款1、7、11之任一條款之方法，其中該衛星狀態數據在該衛星每次經過時作為檔案被接收，並且該數據集中之該數據在包含多次經過之一時間週期內係可搜尋的。 36.   如條款9或10或者依附於條款9或10之任一條款之方法，其中排程該排衛星操縱進一步包括：排程該操縱之該時間以避免在該衛星對太陽之該暴露被最大化期間之該軌道的一比例。 37.   如條款36之方法，其中該軌道的待避免之該比例係該軌道之四分之一。 38.   如據條款9或10或者依附於條款9或10之任一條款之方法，其中該等經規劃操縱中之至少一者之該持續時間係包含該衛星圍繞地球之至少兩個軌道之一週期。 39.   如條款9或10或者依附於條款9或10之任一條款之方法，其中該等經規劃操縱中之至少一者係用以將該衛星返回至一預定軌道之一操縱。 40.   如條款9或10或者依附於條款9或10之任一條款之方法，其中該等經規劃操縱中之至少一者係用以避免一碰撞之一操縱。 41.   如條款40之方法，其中排程該衛星操縱進一步包括： 判定用於將該衛星自一當前軌道移動至一新軌道之該一或多個經規劃操縱之候選參數，其中該等參數包含該一或多個經規劃操縱中之每一者之一候選時間及候選持續時間； 將該等候選參數供應給一碰撞避免系統； 基於每一組候選參數自該碰撞避免系統接收一各別碰撞概率； 若該等碰撞概率中之每一者高於一預定臨限值，則判定該一或多個經規劃操縱之新候選參數；及 重複判定該一或多個經規劃操縱中之每一者之候選參數之該操作，直至該等各別碰撞概率中之至少一者低於該預定臨限值為止。 42.   如據條款9或10或者依附於條款9或10之任一條款之方法，其中排程該衛星操縱進一步包括： 接收推進排程要求；及 根據該等推進排程要求排程該待發生之操縱。 43.   一種使一衛星運行之方法，其中根據條款9或10或者依附於條款9或10之任一條款之方法來排程該衛星之操縱。 44.   一種操作一衛星推進系統之方法，該方法包括： 命令該衛星之一操縱，此係基於與一或多個未來經排程操縱中之一者相關之操縱數據，並基於與該所命令操縱相關之操縱數據與該衛星之一軌道改變之間的一假定關係； 在根據該命令對該所命令操縱之該執行之後，接收與該衛星之該軌道相關聯之衛星狀態數據；及 基於該所接收衛星狀態數據來確認或更新該所假定關係， 其中該衛星之該軌道係根據條款3、6、13或16中之任一條款或者依附於條款3、6、13或16之任一條款在一軌道判定程序中判定。 45.   一種處理SAR影像數據之方法，該方法包括： 接收在一時間跨度期間獲取之影像數據； 接收如條款1、6、11、16中之任一條款或者依附於條款1、6、11、16之任一條款之方法處理之衛星狀態數據，其中該所接收衛星狀態數據對應於與該所接收影像數據相關聯之一時間跨度； 使用該所接收衛星狀態數據來估計或判定與對該衛星之一位置估計相關聯之一地理定位誤差； 若該地理定位誤差大於一預定臨限值，則請求一更大時間跨度內之衛星狀態數據，並重複對地理定位誤差之該估計；及 若該地理定位誤差低於該預定臨限值，則僅該將影像數據傳送給一堆疊以供進一步處理。 46.   一種數據處理設備，其包括經組態以執行任一前述條款之方法之一處理器。 47.   一種分佈式運算系統，其經組態以執行如條款1至45中任一條款之方法。 48.   一種電腦可讀媒體，其包括當由一電腦執行時致使該電腦實行條款1至45中任一條款之方法之邏輯。 49.   一種電腦程式，其包括當由一電腦執行時致使該電腦實行如條款1至45中任一條款之方法之指令。
10:系統 100:衛星/實例性衛星 101:地面站網路 102:佇列/GPS佇列 103:軌道判定程序工具 105:伺服器/軌道判定伺服器/軌道判定應用程式設計介面 110:星曆表檔案庫 112:檔案庫 115:軌道模擬器 120:處理器 125:影像排程器 127:方塊/軌道判定模組 130:碰撞避免應用程式設計介面 135:決策方塊 140:操作控制器 210:方塊 211:請求 212:查詢 213:回應 214:經篩選星曆表 215:經預測未來星曆表 301:操作 303:操作/統計測試 305:操作/決策 307:操作 600:方塊 601:操作/軌道模擬 603:碰撞避免方塊/碰撞避免程序 605:操作 607:操作 609:操作 611:操作 702:太陽能面板 704:天線陣列 706:推進器/推進系統 901:軌道判定程序 903:一致性測試/統計一致性測試 905:校正圖表/所導出之校正圖表
將僅藉由實例方式並參考以下附圖來闡述本發明之實施例，在附圖中：
圖1係根據本發明之某些實施例的用於控制一衛星之運行之一系統之一示意圖；
圖2係更詳細地展示在圖1之OD伺服器與OD程序工具之間進行交換之數據之一示意圖；
圖3係可併入至圖1之系統中之一品質控制程序之一方塊圖；
圖4係展示可在圖1之系統中實施之一碰撞避免程序之一方塊圖；
圖5係展示可由圖1之系統中之一軌道模擬器執行之操作之一方塊圖；
圖6係一操縱規劃程序之一方塊圖；
圖7係一衛星在圍繞地球之軌道中之一透視圖；
圖8係展示可由圖1之系統中之一影像排程器執行之操作之一方塊圖；
圖9係展示可由圖1之系統中之一推進系統校準器執行之操作之一方塊圖。
在所有附圖中，使用共同元件符號來指示類似特徵。
10:系統
100:衛星/實例性衛星
101:地面站網路
102:佇列/GPS佇列
103:軌道判定程序工具
105:伺服器/軌道判定伺服器/軌道判定應用程式設計介面
110:星曆表檔案庫
112:檔案庫
115:軌道模擬器
120:處理器
125:影像排程器
127:方塊/軌道判定模組
130:碰撞避免應用程式設計介面
135:決策方塊
140:操作控制器

Claims (40)

  1. 一種排程一衛星操縱之方法，該方法包括： 接收用於將該衛星自一當前軌道移動至一新軌道之一或多個經規劃操縱之參數，其中該等參數包含該一或多個經規劃操縱中之每一者之一時間及持續時間； 接收在該衛星之未來軌道期間地球對太陽之食時間；及 根據所判定參數及該食時間排程待發生之操縱。
  2. 如請求項1之方法，其中排程該衛星操縱進一步包括：排程該操縱之一項以避免在該衛星對太陽之暴露被最大化期間之軌道的一比例。
  3. 如請求項2之方法，其中該軌道的待避免之該比例係該軌道之四分之一。
  4. 如請求項1之方法，其中該等經規劃操縱中之至少一者之該持續時間係包含該衛星圍繞地球之至少兩個軌道之一週期。
  5. 如請求項1之方法，其中該等經規劃操縱中之至少一者係使該衛星返回至一預定軌道之一操縱。
  6. 如請求項1之方法，其中該等經規劃操縱中之至少一者係用以避免一碰撞之一操縱。
  7. 如請求項6之方法，其中排程該衛星操縱進一步包括： 判定用於將該衛星自一當前軌道移動至一新軌道之該等經規劃操縱之一或多者之候選參數，其中該等參數包含該一或多個經規劃操縱中之每一者之一候選時間及候選持續時間； 將該等候選參數供應給一碰撞避免系統； 基於每一組候選參數自該碰撞避免系統接收一各別碰撞概率； 若該等碰撞概率中之每一者高於一預定臨限值，則判定該一或多個經規劃操縱之新候選參數；及 重複判定該一或多個經規劃操縱中之每一者之候選參數之操作，直至該等各別碰撞概率中之至少一者低於該預定臨限值為止。
  8. 如請求項1之方法，其中排程該衛星操縱進一步包括： 接收推進排程要求；及 根據該等推進排程要求來排程該待發生之操縱。
  9. 如請求項1之方法，其中該等所接收參數包括衛星狀態數據，且 其中該方法進一步包括處理該衛星狀態數據，其中處理該衛星狀態數據包括： 經由一或多個地面站接收呈多個單獨檔案形式之該衛星狀態數據；及 將該所接收衛星狀態數據編譯成可經由一應用程式設計介面進行存取並可按時間範圍進行搜尋之一單個數據集。
  10. 如請求項9之方法，其中該衛星狀態數據包括原始數據。
  11. 如請求項10之方法，其中處理該衛星狀態數據進一步包括： 在一軌道判定程序中對該原始衛星狀態數據進行篩選以提供經篩選衛星狀態數據，且 其中每一項經篩選衛星狀態數據對應於一項原始衛星狀態數據。
  12. 如請求項10之方法，其中處理該衛星狀態數據進一步包括：接收與該衛星之一或多個經排程操縱相關之操縱數據；及將該所接收操縱數據編譯成可經由一應用程式設計介面進行存取並可按時間範圍進行搜尋之一數據集。
  13. 如請求項12之方法，其中處理該衛星狀態數據進一步包括： 在一軌道判定程序中對該原始衛星狀態數據進行篩選以提供經篩選衛星狀態數據，且 其中每一項經篩選衛星狀態數據對應於一項原始衛星狀態數據， 其中該操縱數據用於對該所接收原始衛星數據之該篩選中。
  14. 如請求項1之方法，其中該等所接收參數包括原始衛星狀態數據以及與該衛星之一或多個經排程操縱相關之操縱數據，且 其中該方法進一步包括處理衛星狀態數據，其中處理該衛星狀態數據包括： 接收該原始衛星狀態數據； 接收與該衛星之一或多個經排程操縱相關之該操縱數據；及 在一軌道判定程序中對該所接收原始衛星狀態數據進行篩選以提供經篩選衛星狀態數據， 其中該操縱數據用於對該所接收原始衛星狀態數據之該篩選中。
  15. 如請求項14之方法，其中處理該衛星狀態數據進一步包括：將該所接收原始衛星狀態數據編譯成可經由一應用程式設計介面進行存取並可按時間範圍進行搜尋之一單個數據集，其中該原始衛星狀態數據係經由一或多個地面狀態以多個單獨檔案形式接收的。
  16. 如請求項11之方法，該方法進一步包括：將該經篩選衛星狀態數據插入至一單個數據集中。
  17. 如請求項11之方法，其中該經篩選衛星狀態數據包括歷史衛星狀態數據，其中該歷史衛星狀態數據視情況係與該衛星之一或多個歷史狀態矢量相關聯之真實數據。
  18. 如請求項11之方法，其中該經篩選衛星狀態數據包括未來衛星狀態數據，其中該未來衛星狀態數據視情況係基於經組態以預測該衛星之未來狀態矢量之一動態模型之經投影數據。
  19. 如請求項9之方法，該方法進一步包括將與該衛星相關之元數據映射至該衛星狀態數據。
  20. 如請求項19之方法，其中該元數據包括以下各項中之一或多者： 與該衛星之實體尺寸相關聯之數據； 衛星姿態數據；及/或 包括與該衛星之歷史及未來經規劃操縱相關聯之資訊之衛星推力數據。
  21. 如請求項19之方法，該方法進一步包括供應供用於對該原始衛星狀態數據之該篩選中之該元數據。
  22. 如請求項12之方法，其中對於該一或多個經排程操縱中之每一者，該所接收操縱數據包括以下各項中之一或多者： 該操縱之時間； 推力持續時間； 推力量值； 推力方向；及/或 推力比沖。
  23. 如請求項12之方法，其中該一或多個經排程操縱包括該衛星之一或多個未來經排程操縱。
  24. 如請求項23之方法，該方法進一步包括維持該衛星之該移動之一動態模型，其中與該一或多個未來經排程定操縱相關之該數據被用於更新該動態模型。
  25. 如請求項24之方法，其中自該動態模型獲得的對該衛星之狀態之估計被用於對該所接收原始衛星狀態數據之該篩選中。
  26. 如請求項25之方法，其中對該原始衛星狀態數據進行篩選係基於對該衛星之該狀態之不同估計，其中該等不同估計包含該原始狀態數據以及基於一未來經排程操縱對該衛星之該狀態之一估計。
  27. 如請求項25之方法，其中對該衛星之該狀態之該等估計包括對該衛星之位置之估計。
  28. 如請求項12之方法，其中該一或多個經排程操縱包含一或多個歷史操縱。
  29. 如請求項28之方法，其中對於該衛星之該一或多個歷史操縱中之每一者，與該衛星之該一或多個歷史操縱相關之該操縱數據包括以下各項中之一或多者之量測數據： 該操縱之時間， 推力持續時間， 推力量值， 推力方向，及/或 推力比沖。
  30. 如請求項29之方法，其中在一經排程操縱被排程成待執行之後，該量測數據被用於判定該經排程操縱是否被執行。
  31. 如請求項9之方法，該方法進一步包括：將自前一時間間隔以來已接收之衛星狀態數據複製至一工作目錄中。
  32. 如請求項9之方法，其中該數據集儲存在一關係數據庫中。
  33. 如請求項9之方法，其中該衛星狀態數據係該衛星每經過時作為檔案接收的，並且該數據集中之該數據在包含多次經過之一時間週期內係可搜尋的。
  34. 一種使一衛星運行之方法，其中根據請求項1之方法對該衛星之操縱進行排程。
  35. 一種操作一衛星推進系統之方法，該方法包括： 命令該衛星之一操縱，此係基於與一或多個未來經排程操縱中之一者相關之操縱數據，並基於與該所命令操縱相關之該操縱數據與該衛星之一軌道改變之間的一假定關係； 在根據該命令執行該所命令操縱之後，接收與該衛星之該軌道相關聯之衛星狀態數據；及 基於該所接收衛星狀態數據來確認或更新該所假定關係， 其中在一軌道判定程序中根據請求項11判定該衛星之該軌道。
  36. 一種處理SAR影像數據之方法，該方法包括： 接收在一時間跨度期間獲取之影像數據； 接收根據請求項9之方法處理之衛星狀態數據，其中該所接收衛星狀態數據對應於與該所接收影像數據相關聯之一時間跨度； 使用該所接收衛星狀態數據來估計或判定與該衛星之一位置估計相關聯之一地理定位誤差； 若該地理定位誤差大於一預定臨限值，則請求一更大時間跨度之衛星狀態數據並重複對地理定位誤差之該估計；及 若該地理定位誤差低於該預定臨限值，則僅將該影像數據傳送給一堆疊以供進一步處理。
  37. 一種數據處理設備，其包括經組態以執行如請求項1之方法之一處理器。
  38. 一種分佈式運算系統，其經組態以執行如請求項1之方法。
  39. 一種電腦可讀媒體，其包括當由一電腦執行時致使該電腦實行如請求項1之方法之邏輯。
  40. 一種電腦程式，其包括當由一電腦執行時致使該電腦實行如請求項1之方法之指令。
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