[发明专利]一种航天器对地面复杂区域目标的观测可见性判断方法

说明书

本发明公开了一种航天器对地面复杂区域目标观测可见性的判断方法，按照将地面复杂区域目标用多边形表示，建立地面复杂区域目标中的地面点和卫航天器坐标转换关系，依据空间几何关系计算航天器对地观测传感器在地球上指向的地面目标点的位置，根据航天器对地观测传感器指向的地面目标点的位置和地面复杂区域目标的顶点判断是航天器对地面复杂区域目标的观测可见性的方法进行。本发明的航天器对地面复杂区域目标的观测可见性判断方法，能够精确分析判断航天器对地面复杂区域目标的观测可见性。

技术领域

本发明属于航天测量与控制应用技术领域，涉及一种地球资源航天器及遥感航天器在飞行过程中对地面复杂区域目标观测可见性的判断，具体涉及一种航天器对地面复杂区域目标的观测可见性判断方法。

背景技术

随着空间对地面观测技术的迅猛发展，遥感航天器越来越多，要观测的地面目标也由简单的点目标、矩形区域目标发展成了复杂区域目标。地面的复杂区域目标可由多个顶点组成的多边形表示，顶点由经纬度表示。但是由于用经纬度表示的复杂区域在高纬度地区、经度跨180度等情况下存在奇点，从而使得很难准确计算航天器是否可观测该地面复杂区域目标。

发明内容

本发明的目的是提供一种航天器对地面复杂区域目标的观测可见性判断方法，能够准确分析判断航天器对地面复杂区域目标的观测可见性。

本发明所采用的技术方案是，一种航天器对地面复杂区域目标观测可见性的判断方法，其按照下述方法进行：

将地面复杂区域目标用多边形表示，建立地面复杂区域目标中的地面点和卫航天器坐标转换关系，依据空间几何关系计算航天器对地观测传感器在地球上指向的地面目标点的位置，根据航天器对地观测传感器指向的地面目标点的位置和地面复杂区域目标的顶点判断是航天器对地面复杂区域目标的观测可见性

本发明的特点还在于：

具体按照下述步骤进行：

步骤1，将地面复杂区域目标由多边形表示；

求得航天器对地观测传感器在轨道坐标系中的单位矢量；

步骤2，根据航天器对地观测传感器在轨道坐标系中的单位矢量得到航天器对地传感器指向的地面目标点；

步骤3，根据航天器对地观测传感器指向的地面目标点的位置和地面复杂区域目标的顶点判断是航天器对地面复杂区域目标的观测可见性。

步骤1中根据航天器对地观测传感器的安装位置和姿态旋转角求得航天器对地观测传感器在轨道坐标系中的单位矢量。

步骤2中具体按照下述方法得到航天器对地传感器指向的地面目标点：

步骤2.1，根据航天器在地心J2000惯性坐标系中的位置速度矢量，把航天器对地观测传感器在轨道坐标系中的单位矢量转换至航天器对地观测传感器在地心J2000惯性坐标系中的矢量；

步骤2.2，将所述航天器对地观测传感器在地心J2000惯性坐标系中的矢量转换至航天器对地观测传感器在地固坐标系中的矢量；

步骤2.3，根据所述航天器对地观测传感器在地固坐标系中的矢量得到航天器对地传感器指向的地面目标点。

步骤3中具体按照下述方法进行：

步骤3.1，将同时经过地面复杂区域目标的一个顶点作为测试顶点，将测试顶点和地面目标点的大圆劣弧作为测试劣弧arc_t；

将同时经过地面复杂区域其他顶点中，任两个相邻的顶点的大圆劣弧作为地面劣弧arc_g，得到n-2个地面劣弧arc_g；

步骤3.2，判断测试劣弧arc_t与每一个地面劣弧arc_g是否有交点；