(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111588040.9 (22)申请日 2021.12.23 (71)申请人 中科天智运控 （深圳） 科技有限公司 地址 518000 广东省深圳市南 山区南头街 道中山园路同乐村3号旭辉产业园果 壳空间C栋1层101-1号 申请人 湖南大学 (72)发明人 常中祥　闫旭涛　路帅　 (74)专利代理 机构 北京融智邦 达知识产权代理 事务所(普通 合伙) 11885 代理人 董惠文 (51)Int.Cl. G06Q 10/04(2012.01) G06Q 10/06(2012.01) (54)发明名称 一种长时段大区域遥感卫星快速覆盖方法 及系统 (57)摘要 本发明提供了一种长时段大区域遥感卫星 快速覆盖方法及系统， 通过建立地面目标对遥感 卫星可见时间表； 确定拟覆 盖的地面目标在其生 命周期内最早有可见机会的卫星集合； 对集合中 的卫星进行排序， 依次使排序后的每颗卫星对当 前剩余目标区域进行模拟拍摄， 得到每颗卫星的 拍摄条带并加入到覆盖方案中； 计算所有卫星对 目标区域模拟拍摄后的剩余目标区域； 重复执行 前面步骤， 直至剩余目标被全部覆盖， 输出覆盖 方案。 通过预先建立可见时间表将实时计算转化 为数据查询， 根据优化目标对当天可见的卫星进 行排序， 然后对当天可见的卫星进行目标区域模 拟拍摄， 得到最早条带覆盖方案， 通过缩小计算 时段、 计算资源来降低计算复杂度， 提高计算性 能。 权利要求书3页 说明书6页 附图3页 CN 114330856 A 2022.04.12 CN 114330856 A 1.一种长时段 大区域遥感卫星快速覆盖方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 步骤1:建立 地面区域目标对遥感卫星可 见时间表； 步骤2： 根据所述地面区域目标对遥感卫星可见时间表确定拟覆盖的地面区域目标在 其生命周期内最 早有可见机会的卫星集 合O′tmin； 步骤3： 根据优 化目标对卫星 集合O′tmin中的卫星进行排序， 依次使 排序后的每颗卫星对 当前剩余 目标区域进行模拟拍摄， 得到每颗卫星的拍摄条带并加入到覆盖方案中； 所述当 前剩余目标区域是指前一颗卫星将剩余目标区域与已经覆盖的条带相减后剩余的目标区 域； 步骤4： 计算 卫星集合O′tmin中所有卫星对目标区域模拟拍摄后的剩余目标区域； 步骤5： 对所述剩余目标区域重复执行步骤1至3， 直至所述剩余目标 区域被全部覆盖或 到达区域目标生命周期结束时间， 输出覆盖方案F。 2.根据权利要求1所述的覆盖方法， 其特征在于， 步骤2中确定地面区域目标在其生命 周期内最 早有可见机会的卫星集 合的确定方法是： 步骤2.1： 确定目标区域网格点 集合； 步骤2.2： 根据所确定的目标区域网格点集合计算目标区域网格点在卫星轨道周期内 的可见情况； 步骤2.3： 根据目标区域在卫星轨道周期内的可见情况， 计算在时刻t时目标区域的可 见卫星集 合； 步骤2.4： 根据在时刻t时目标区域的可见卫星集合计算对目标 区域可见的卫星集合和 时间。 3.根据权利要求2所述的覆盖方法， 其特征在于， 步骤2.1中确定目标区域网格点集合 的方法是： 将目标区域所覆盖的网格点作为网格点集合P， 再通过卫星的轨道倾角和卫星最小幅 宽从目标区域网格点集合P中选择特征网格点， 形成特征网格点集合P',其 中 所述 特征网格点是指过目标区域几何中心点的纬线， 目标区域网格点集合P 中距离上述纬线小 于等于一个网格大小的网格点； P′＝{p′1,p′2,p′3,...,p′n}， n为特征网格点的数量。 4.根据权利要求2所述的覆盖方法， 其特征在于， 步骤2.2中计算目标区域在卫星轨道 周期内的可 见情况的方法是： 查询遥感卫星可 见时间表， 获得 特征网格点p ′i|p′i∈P′对所有卫星的可 见时间表MP′i； 则地面区域目标特征网格点集合P'对所有卫星的可见时间表集合MP′为每个特征网格 点的可见时间表的并集 MP′＝Mp′1∪Mp′2∪Mp′3...∪Mp′n|p′n∈P′。 5.根据权利要求2所述的覆盖方法， 其特征在于， 步骤2.3中计算在时刻t目标 区域的可 见卫星集 合的方法是： 步骤2.3.1:计算在时刻t对特 征网格点p ′i具有可见机会的卫星集 合； 遍历特征 网格点p′i对所有卫星的可见时间表MP′i， MP′i中的每一个元素Vm表示特征 网格权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114330856 A 2点p′i对卫星sm的可见时间， 计算在时刻t特征网格点p ′i对卫星sm可见时间表基准时间t0m的 偏移量t′； t′＝(t‑t0m)/Tsm， Tsm为卫星sm的轨道回归周期， 单位 为天； 如果t′∈Dm|Dm∈Vm， 那么卫星sm在时刻t对特征网格点p ′i可见， 将卫星sm加入到在时刻 点t对特征网格点p ′i可见的卫星集合Sp′i， 将p′i加入到卫星sm在时刻点t可见网格点集合 Dm表示卫星Sm对特征网格点基于时间t0m的在一个轨道周期内的可见偏移量， 为 小于轨道回归周期的若干自然数集 合； 步骤2.3.2:计算在时刻点t对区域目标 具有可见机会的卫星集 合。 遍历MP′中的每个元素， 按照步骤2.3.1步骤执行计算可见卫星集合， 那么在时刻点t对 区域目标具有可见机会的卫星集合为每个特征网格点可见卫星集合的交集， 表示为Ot＝ Sp′1∩Sp′2∩Sp′2∩...∩Sp′n。 6.根据权利要求2所述的覆盖方法， 其特征在于， 步骤2.4中计算对区域目标最早可见 的卫星集 合和时间的方法是： 如果结果Ot中有元素， 那么本次计算结束， 对区域目标最早可见的卫星集合记为O ′tmin， 最早可见时间记为tmin； 如果Ot中没有元素， 将t+1后赋值给t， 重复步骤2.3计算， 其中t+1≤te， te表示当前目标 区域需要采集的时段的结束时间， 1单位为天， 表 示1天， 区域目标的可见集合Ot+1， 直到计算 出Ot+1中有元素， 或时间条件不满足。 7.根据权利要求1所述的覆盖方法， 其特征在于， 步骤3中所述优化目标是指： 覆盖优 先、 时间优先、 成像质量优先。 8.根据权利要求7 所述的覆盖方法， 其特 征在于， 步骤3的具体方法是: 步骤3.1： 如果覆 盖优先， 对区域目标最早可见的卫星集合O ′tmin中的卫星按照卫星幅宽 从大到小排序； 如果时间优先， 对O ′tmin按照降交点 地方时从早到晚排序； 如果成像质量优先， 对O ′tmin按照分辨 率从高到低进行排序； 步骤3.2： 依次遍历O ′tmin中的卫星， 当前卫星标记为sc， 以sc的轨道倾角作为倾斜角,通 过sc在时刻tmin的可见网格点p′c|p′c∈Psctmin创建直线l并加入直线集合L中， 形成卫星 sc轨 道倾角作为 倾斜角并且过 可见网格点的直线集 合L； 步骤3.3： 遍历L， 计算直线l|l∈L与目标区域相交线段距离(如果相切相交线段长度 为 0)， 找到最长的交线段， 并以交线段端点为中心点， 垂直于交线段， 延长卫星sc幅宽的一半， 生成包含四个顶点的条带qsc， 如果条带顶点在区域目标内， 那么延线段方向延长条带， 直到 四个顶点 不在区域目标内,最后确定的条 带标记为q′sc， 将该条带加入到覆盖方案F ′中； 步骤3.4： 用目标区域和计算的条带区域求差， 获得剩余未覆盖 区域， 再用O ′tmin中的其 它卫星对未覆盖区域进行模拟拍摄计算覆盖条带， 进而获得O ′tmin对区域的覆盖方案F ′， 并 将方案F′加入到方案F中， 如果没有剩余区域， 那么F就是该区域多星覆盖方案并输出， 如果 存在剩余区域， 转 步骤4。 9.一种长时段 大区域遥感卫星快速覆盖系统， 其特 征在于， 包括以下步骤： 遥感卫星可 见时间表构建模块:用于建立 地面区域目标对遥感卫星可 见时间表； 计算可见机会卫星模块： 用于根据 所述地面 区域目标对遥感卫星可见时间表确定拟覆权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114330856 A 3