[发明专利]一种基于星载AIS实时信息引导的星上自主成像方法

说明书

本发明一种基于星载AIS实时信息引导的星上自主成像方法，步骤如下：(1)捕获并确认需观测的舰船目标；(2)确定卫星观测时刻和观测区域；(3)计算卫星对船只的观测姿态；(4)调整卫星姿态，确定SAR载荷可进行成像工作。本发明利用星载AIS信息实时对感兴趣的目标进行匹配筛选，并确定目标所在的区域，实现SAR载荷成像所需要时间、姿态、成像参数等数据的实时解算，自动生成卫星姿态调整指令及SAR载荷开机成像指令，完成对选定区域和选定目标的成像任务。AIS信息和SAR成像信息的综合利用，提高了海上舰船目标的识别确认效率，提高了舰船目标的成像准确率，提高了系统的观测效能。

技术领域

本发明涉及一种基于星载AIS实时信息引导的星上自主成像方法，基于星上AIS系统的实时解析信息计算成像区域和成像目标，自主控制SAR成像功能，实时生成卫星姿态调整指令及SAR载荷开机成像指令，完成对选定区域和选定目标的成像任务。该设计可应用于海洋态势感知、海面紧急搜救等领域。

背景技术

传统SAR卫星的成像都是针对某一特定场景或者固定目标(建筑)而设计的，成像指令都是地面事先设计好的或者由地面上注指令，由于海面舰船位置事先不确定，尤其是众多的非合作海面舰船，对其进行SAR成像任务时随机性较大，因此，对海上舰船的成像任务没有办法灵活设计。按照传统的星载SAR系统，对舰船成像时，舰船位置信息由其他卫星的成像结果或者电子侦察的信息来指引，从获取舰船位置信息到SAR卫星过境的时间间隔较长，在SAR卫星具备成像条件时舰船可能已经驶离原来的位置，这时SAR卫星要完成对海面舰船目标的成像任务规划的难度较大。这时，急需一种星上自主成像任务规划的方法，能够星上实时捕获舰船信息并进行星上成像任务自主设计，完成星载SAR对舰船的实时成像任务。

船舶自动识别系统(AIS)是一种海上无线电通信系统，该系统通过自动广播和接收船舶动态(位置、航速、航向等)和静态(船名、国籍、呼号、吃水等)信息，由于AIS的强制加装和自报位特性，AIS逐步推广应用于海域感知、海面监视等各个方面，其军用和民用价值日益突显。新一代星载船舶识别分系统(星载AIS系统)，可在星上实时接收、处理、提取船舶AIS设备发射的AIS信息，实现远海船舶监视及目标属性识别、监控；实时解析AIS报文，监测观测区域内是否有感兴趣目标。基于这一信息，可在星上实时完成自主成像任务规划，实现星上AIS实时引导SAR载荷对特定舰船目标的成像。

发明内容

本发明解决的技术问题：针对现有技术的不足，本发明提出一种基于星载AIS实时信息引导的星上SAR自主成像流程设计，利用星载AIS信息实时对感兴趣的目标进行匹配筛选，并确定目标所在的区域，实现SAR载荷成像所需要时间、姿态、成像参数等数据的实时解算，自动生成卫星姿态调整指令及SAR载荷开机成像指令，完成对选定区域和选定目标的成像任务。AIS信息和SAR成像信息的综合利用，提高了海上舰船目标的识别确认效率，提高了舰船目标的成像准确率，提高了系统的观测效能。

本发明的技术方案予以实现：一种基于星载AIS实时信息引导的星上自主成像方法，包括如下步骤：

(1)捕获并确认需观测的舰船目标；

(2)确定卫星观测时刻和观测区域；

(3)计算卫星对船只的观测姿态；

(4)调整卫星姿态，确定SAR载荷可进行成像工作。

所述步骤(1)的具体过程为：星载AIS接收系统接收舰船的AIS实时信息，实时提取AIS报文数据里的舰船信息，包括舰船身份、舰船位置、舰船航向航速信息，利用舰船身份完成目标识别，识别完成时刻记为初始时刻T0。

所述步骤(2)的具体过程为：