本發(fā)明屬于對地觀測技術(shù)領域，特別涉及一種掃描式衛(wèi)星對地側(cè)擺觀測覆蓋帶確定方法及裝置。

背景技術(shù)：

衛(wèi)星遙感傳感器具有覆蓋區(qū)域廣、持續(xù)時間長、測量精度高且安全可靠等特點，已經(jīng)成為勘探和研究地球資源的重要手段，廣泛應用于大地測繪、自然災害監(jiān)測、植被分類與農(nóng)作物生長態(tài)勢評估。隨著科學技術(shù)的發(fā)展，各行各業(yè)對衛(wèi)星遙感傳感器的要求越來越高，衛(wèi)星傳感器對地觀測能力是評價衛(wèi)星的一個重要指標，對衛(wèi)星傳感器對地觀測覆蓋的計算與仿真的要求也越來越高，計算與仿真的結(jié)果在模擬分析與決策中起著重要的作用。

目前國內(nèi)外對觀測區(qū)域的選擇是根據(jù)衛(wèi)星的軌道來粗略地選擇可用的衛(wèi)星，這樣選擇的衛(wèi)星不能更好地對觀測區(qū)域進行覆蓋，同時，由于每顆衛(wèi)星在某一時刻無論是對地直接還是側(cè)擺觀測，都只能對觀測區(qū)域的某一部分進行觀測，目前國內(nèi)外針對不同衛(wèi)星傳感器的不同觀測視場提供了直接觀測算法，對衛(wèi)星傳感器的側(cè)擺對地觀測則計算采用近似解法，應用于掃描式衛(wèi)星對地側(cè)擺觀測覆蓋的計算存在計算準確性較低。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明實施例通過提供一種掃描式衛(wèi)星對地側(cè)擺觀測覆蓋帶確定方法及裝置，解決了現(xiàn)有掃描式衛(wèi)星對地側(cè)擺觀測覆蓋的計算準確性較低的技術(shù)問題。

第一方面，本發(fā)明實施例提供了一種掃描式衛(wèi)星對地側(cè)擺觀測覆蓋帶確定方法，包括：

針對所述衛(wèi)星建立球面?zhèn)葦[觀測計算模型，其中，在所述球面?zhèn)葦[觀測計算模型的球面上表示有北極點、所述衛(wèi)星對地側(cè)擺觀測覆蓋任一時刻的掃描線、所述衛(wèi)星的星下點，所述掃描線包括第一側(cè)擺覆蓋邊界點和第二側(cè)擺覆蓋邊界點；

根據(jù)所述衛(wèi)星的視場角和從所述衛(wèi)星的側(cè)擺角度范圍中確定出的側(cè)擺角度，計算出所述第一側(cè)擺覆蓋邊界點與所述星下點所組成弧段的第一地心覆蓋角、所述第二側(cè)擺覆蓋邊界點與所述星下點所組成弧段的第二地心覆蓋角；

將所述第一地心覆蓋角在所述球面?zhèn)葦[觀測計算模型中的球面三角形hga，對球面角hga用余弦定理得到所述第一側(cè)擺覆蓋邊界點的緯度，以及將所述第二地心覆蓋角在所述球面?zhèn)葦[觀測計算模型中的球面三角形hgb，對球面角hgb用余弦定理得到所述第二側(cè)擺覆蓋邊界點的緯度，其中，h為所述北極點，g為所述衛(wèi)星的星下點，a為所述第一側(cè)擺覆蓋邊界點、b為所述第二側(cè)擺覆蓋邊界點；

將所述第一側(cè)擺覆蓋邊界點的緯度在所述球面三角形hga中，對所述球面角hga用余弦定理得到所述第一側(cè)擺覆蓋邊界點的經(jīng)度，以及將所述第二側(cè)擺覆蓋邊界點的緯度在所述球面三角形hgb中，對所述球面角hgb用余弦定理得到所述第二側(cè)擺覆蓋邊界點的經(jīng)度；

基于所述第一側(cè)擺覆蓋邊界點的經(jīng)度、緯度，以及所述第二側(cè)擺覆蓋邊界點的經(jīng)度、緯度共同確定所述衛(wèi)星對地側(cè)擺觀測覆蓋帶。

可選的，所述將所述第一地心覆蓋角在所述球面?zhèn)葦[觀測計算模型中的球面三角形hga，對球面角hga用余弦定理得到所述第一側(cè)擺覆蓋邊界點的緯度，包括：

將所述第一地心覆蓋角在所述球面?zhèn)葦[觀測計算模型中，根據(jù)如下公式計算得到所述第一側(cè)擺覆蓋邊界點的緯度：

sinδa＝sinδ·cosβa-cosi·sinβa

其中，δa為所述第一側(cè)擺覆蓋邊界點的赤緯，所述第一側(cè)擺覆蓋邊界點的赤緯等于所述第一側(cè)擺覆蓋邊界點的緯度，δ為所述星下點的赤緯，βa為所述第一地心覆蓋角，i為所述衛(wèi)星的軌道傾角；

所述將所述第二地心覆蓋角在所述球面?zhèn)葦[觀測計算模型中的球面三角形hgb，對球面角hgb用余弦定理得到所述第一側(cè)擺覆蓋邊界點的緯度，包括：

將所述第二地心覆蓋角在所述球面?zhèn)葦[觀測計算模型中，根據(jù)如下公式計算得到所述第二側(cè)擺覆蓋邊界點的緯度：

sinδb＝sinδ·cosβb-cosi·sinβb

其中，δb為所述第二側(cè)擺覆蓋邊界點的赤緯，所述第二側(cè)擺覆蓋邊界點的赤緯與所述第二側(cè)擺覆蓋邊界點的緯度相等，δ為所述星下點的赤緯，βb為所述第二地心覆蓋角，i為所述衛(wèi)星的軌道傾角。

可選的，所述將所述第一側(cè)擺覆蓋邊界點的緯度在所述球面三角形hga中，對所述球面角hga用余弦定理得到所述第一側(cè)擺覆蓋邊界點的經(jīng)度，包括：

將所述第一側(cè)擺覆蓋邊界點的緯度在所述球面?zhèn)葦[觀測計算模型中，根據(jù)公式計算得到所述第一側(cè)擺覆蓋邊界點的經(jīng)度：

其中，λg為所述星下點的經(jīng)度，λa為所述第一側(cè)擺覆蓋邊界點的經(jīng)度，為所述星下點的緯度，為所述第一側(cè)擺覆蓋邊界點的緯度，βa為所述第一地心覆蓋角；

所述將所述第二側(cè)擺覆蓋邊界點的緯度在所述球面三角形hgb中，對所述球面角hgb用余弦定理得到所述第二側(cè)擺覆蓋邊界點的經(jīng)度，包括：

將所述第二側(cè)擺覆蓋邊界點的緯度在所述球面?zhèn)葦[觀測計算模型中，根據(jù)公式計算得到所述第二側(cè)擺覆蓋邊界點的經(jīng)度：

其中，λg為所述星下點的赤經(jīng)，λb為所述第二側(cè)擺覆蓋邊界點的赤經(jīng)，所述第二側(cè)擺覆蓋邊界點的赤經(jīng)等于所述第二側(cè)擺覆蓋邊界點的經(jīng)度，為所述星下點的緯度，為所述第二側(cè)擺覆蓋邊界點的緯度，βb為所述第二地心覆蓋角。

可選的，根據(jù)如下公式計算出所述第一地心覆蓋角和所述第二地心覆蓋角：

其中，βa為所述第一地心覆蓋角，βb為所述第二地心覆蓋角，r為地球半徑，h為所述衛(wèi)星距離地面的高度，θ為所述衛(wèi)星的視場角，ε為所述側(cè)擺角度。

可選的，所述將所述第一側(cè)擺覆蓋邊界點的緯度在所述球面?zhèn)葦[觀測計算模型中，根據(jù)公式計算得到所述第一側(cè)擺覆蓋邊界點的經(jīng)度，包括：

確定所述第一側(cè)擺覆蓋邊界點相對所述星下點的空間位置關系；

確定所述衛(wèi)星的軌道傾角和飛行方向；

根據(jù)所述第一側(cè)擺覆蓋邊界點相對所述星下點的空間位置關系，以及所述衛(wèi)星的軌道傾角和飛行方向，共同確定出用于計算所述第一側(cè)擺覆蓋邊界點的經(jīng)度的公式中的運算符號；

基于確定符號后的第一經(jīng)度計算公式計算出所述第一側(cè)擺覆蓋邊界點的經(jīng)度。

可選的，所述將所述第二側(cè)擺覆蓋邊界點的緯度在所述球面?zhèn)葦[觀測計算模型中，根據(jù)公式計算得到所述第二側(cè)擺覆蓋邊界點的經(jīng)度，包括：

確定所述第二側(cè)擺覆蓋邊界點相對所述星下點的空間位置關系；

確定所述衛(wèi)星的軌道傾角和飛行方向；

所述第二側(cè)擺覆蓋邊界點相對所述星下點的空間位置關系，以及所述衛(wèi)星的軌道傾角和飛行方向，共同確定出用于計算所述第二側(cè)擺覆蓋邊界點的經(jīng)度的公式中的運算符號；

基于確定符號后的第二經(jīng)度計算公式計算得到所述第二側(cè)擺覆蓋邊界點的經(jīng)度。

第二方面，本發(fā)明實施例提供了一種掃描式衛(wèi)星對地側(cè)擺觀測覆蓋帶確定裝置，包括：

模型建立單元，用于針對所述衛(wèi)星建立球面?zhèn)葦[觀測計算模型，其中，在所述球面?zhèn)葦[觀測計算模型的球面上表示有北極點、所述衛(wèi)星對地側(cè)擺觀測覆蓋任一時刻的掃描線、所述衛(wèi)星的星下點，所述掃描線包括第一側(cè)擺覆蓋邊界點和第二側(cè)擺覆蓋邊界點；

覆蓋角確定單元，用于根據(jù)所述衛(wèi)星的視場角和從所述衛(wèi)星的側(cè)擺角度范圍中確定出的側(cè)擺角度，計算出所述第一側(cè)擺覆蓋邊界點與所述星下點所組成弧段的第一地心覆蓋角、所述第二側(cè)擺覆蓋邊界點與所述星下點所組成弧段的第二地心覆蓋角；

緯度確定單元，用于將所述第一地心覆蓋角在所述球面?zhèn)葦[觀測計算模型中的球面三角形hga，對球面角hga用余弦定理得到所述第一側(cè)擺覆蓋邊界點的緯度，以及將所述第二地心覆蓋角在所述球面?zhèn)葦[觀測計算模型中的球面三角形hgb，對球面角hgb用余弦定理得到所述第二側(cè)擺覆蓋邊界點的緯度，其中，h為所述北極點，g為所述衛(wèi)星的星下點，a為所述第一側(cè)擺覆蓋邊界點、b為所述第二側(cè)擺覆蓋邊界點；

經(jīng)度確定單元，用于將所述第一側(cè)擺覆蓋邊界點的緯度在所述球面三角形hga中，對所述球面角hga用余弦定理得到所述第一側(cè)擺覆蓋邊界點的經(jīng)度，以及將所述第二側(cè)擺覆蓋邊界點的緯度在所述球面三角形hgb中，對所述球面角hgb用余弦定理得到所述第二側(cè)擺覆蓋邊界點的經(jīng)度；

覆蓋帶確定單元，用于基于所述第一側(cè)擺覆蓋邊界點的經(jīng)度、緯度，以及所述第二側(cè)擺覆蓋邊界點的經(jīng)度、緯度共同確定所述衛(wèi)星對地側(cè)擺觀測覆蓋帶。

可選的，所述緯度確定單元，具體用于：

將所述第一地心覆蓋角在所述球面?zhèn)葦[觀測計算模型中，根據(jù)如下公式計算得到所述第一側(cè)擺覆蓋邊界點的緯度：

sinδa＝sinδ·cosβa-cosi·sinβa

其中，δa為所述第一側(cè)擺覆蓋邊界點的赤緯，所述第一側(cè)擺覆蓋邊界點的赤緯等于所述第一側(cè)擺覆蓋邊界點的緯度，δ為所述星下點的赤緯，βa為所述第一地心覆蓋角，i為所述衛(wèi)星的軌道傾角；

將所述第二地心覆蓋角在所述球面?zhèn)葦[觀測計算模型中，根據(jù)如下公式計算得到所述第二側(cè)擺覆蓋邊界點的緯度：

sinδb＝sinδ·cosβb-cosi·sinβb

其中，δb為所述第二側(cè)擺覆蓋邊界點的赤緯，所述第二側(cè)擺覆蓋邊界點的赤緯與所述第二側(cè)擺覆蓋邊界點的緯度相等，δ為所述星下點的赤緯，βb為所述第二地心覆蓋角，i為所述衛(wèi)星的軌道傾角。

可選的，所述經(jīng)度確定單元，具體用于：

將所述第一側(cè)擺覆蓋邊界點的緯度在所述球面?zhèn)葦[觀測計算模型中，根據(jù)第一經(jīng)度計算公式計算得到所述第一側(cè)擺覆蓋邊界點的經(jīng)度：

其中，λg為所述星下點的赤經(jīng)，λa為所述第一側(cè)擺覆蓋邊界點的赤經(jīng)，所述第一側(cè)擺覆蓋邊界點的赤經(jīng)等于所述第一側(cè)擺覆蓋邊界點的經(jīng)度，為所述星下點的緯度，為所述第一側(cè)擺覆蓋邊界點的緯度，βa為所述第一地心覆蓋角；

所述經(jīng)度確定單元，還用于將所述第二側(cè)擺覆蓋邊界點的緯度在所述球面?zhèn)葦[觀測計算模型中，根據(jù)第二經(jīng)度計算公式計算得到所述第二側(cè)擺覆蓋邊界點的經(jīng)度：

其中，λg為所述星下點的赤經(jīng)，λb為所述第二側(cè)擺覆蓋邊界點的赤經(jīng)，所述第二側(cè)擺覆蓋邊界點的赤經(jīng)等于所述第二側(cè)擺覆蓋邊界點的經(jīng)度，為所述星下點的緯度，為所述第二側(cè)擺覆蓋邊界點的經(jīng)度，βb為所述第二地心覆蓋角。

可選的，所述覆蓋角確定單元，具體用于根據(jù)如下公式計算出所述第一地心覆蓋角和所述第二地心覆蓋角：

其中，βa為所述第一地心覆蓋角，βb為所述第二地心覆蓋角，r為地球半徑，h為所述衛(wèi)星距離地面的高度，θ為所述衛(wèi)星的視場角，ε為所述側(cè)擺角度。

可選的，所述經(jīng)度確定單元包括：

第一位置關系確定單元，用于確定所述第一側(cè)擺覆蓋邊界點相對所述星下點的空間位置關系；

第一衛(wèi)星參數(shù)確定子單元，用于確定所述衛(wèi)星的軌道傾角和飛行方向；

第一運算符號確定子單元，用于根據(jù)所述第一側(cè)擺覆蓋邊界點相對所述星下點的空間位置關系，以及所述衛(wèi)星的軌道傾角和飛行方向，共同確定出用于計算所述第一側(cè)擺覆蓋邊界點的經(jīng)度的第一經(jīng)度計算公式中的運算符號；

第一經(jīng)度計算子單元，用于基于確定符號后的第一經(jīng)度計算公式計算出所述第一側(cè)擺覆蓋邊界點的經(jīng)度。

可選的，所述經(jīng)度確定單元，包括：

第二位置關系確定子單元，用于確定所述第二側(cè)擺覆蓋邊界點相對所述星下點的空間位置關系；

第二衛(wèi)星參數(shù)確定子單元，用于確定所述衛(wèi)星的軌道傾角和飛行方向；

第二運算符號確定子單元，所述第二側(cè)擺覆蓋邊界點相對所述星下點的空間位置關系，以及所述衛(wèi)星的軌道傾角和飛行方向，共同確定出用于計算第二側(cè)擺覆蓋邊界點的經(jīng)度的第二經(jīng)度計算公式中的運算符號；

第二經(jīng)度計算子單元，用于基于確定符號后的第二經(jīng)度計算公式計算得到所述第二側(cè)擺覆蓋邊界點的經(jīng)度。

本發(fā)明實施例中提供的一個或多個技術(shù)方案，至少具有如下技術(shù)效果或優(yōu)點：

由于根據(jù)衛(wèi)星的視場角和從衛(wèi)星的側(cè)擺角度范圍中確定出的側(cè)擺角度，計算出第一側(cè)擺覆蓋邊界點與述星下點所組成弧段的第一地心覆蓋角、第二側(cè)擺覆蓋邊界點與星下點所組成弧段的第二地心覆蓋角；將第一地心覆蓋角在球面?zhèn)葦[觀測計算模型中用余弦定理得到第一側(cè)擺覆蓋邊界點的緯度，將第二地心覆蓋角在球面?zhèn)葦[觀測計算模型中用余弦定理得到第二側(cè)擺覆蓋邊界點的緯度，將第一側(cè)擺覆蓋邊界點的緯度在球面三角形hga中，對球面角hga用余弦定理得到第一側(cè)擺覆蓋邊界點的經(jīng)度，以及將第二側(cè)擺覆蓋邊界點的緯度在球面三角形hgb中，對球面角hgb用余弦定理得到第二側(cè)擺覆蓋邊界點的經(jīng)度；基于第一側(cè)擺覆蓋邊界點的經(jīng)緯度，以及第二側(cè)擺覆蓋邊界點的經(jīng)度共同確定出衛(wèi)星對地側(cè)擺觀測覆蓋帶。從而可見，本發(fā)明通過任一時刻的衛(wèi)星對地側(cè)擺觀測的覆蓋邊界點的經(jīng)緯度來計算得到的某一時間段衛(wèi)星對地側(cè)擺觀測的覆蓋帶，且由于球面?zhèn)葦[觀測計算模型使側(cè)擺后的觀測覆蓋區(qū)更接近真實的地球表面，因此從兩方面使得對地側(cè)擺觀測覆蓋帶的計算結(jié)果更準確，進而有利于選擇地對觀測區(qū)域進行更好覆蓋的衛(wèi)星進行調(diào)度觀測。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實施例，對于本領域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實施例提供的球面?zhèn)葦[觀測計算模型的示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例提供的掃描式衛(wèi)星對地側(cè)擺觀測覆蓋帶確定方法的流程圖；

圖3為本發(fā)明實施例中第一側(cè)擺覆蓋邊界點、第二側(cè)擺覆蓋邊界點的空間位置示意圖；

圖4為本發(fā)明實施例提供的掃描式衛(wèi)星對地側(cè)擺觀測覆蓋帶確定裝置的模塊圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

本發(fā)明實施例提供的掃描式衛(wèi)星對地側(cè)擺觀測覆蓋帶確定方法，下文對掃描式衛(wèi)星均簡稱為衛(wèi)星，參考圖1所示，該方法包括如下步驟：：

執(zhí)行s101、針對衛(wèi)星建立球面?zhèn)葦[觀測計算模型，其中，在球面?zhèn)葦[觀測計算模型的球面上表示有北極點、衛(wèi)星對地側(cè)擺觀測覆蓋任一時刻的掃描線、衛(wèi)星的星下點，掃描線包括第一側(cè)擺覆蓋邊界點和第二側(cè)擺覆蓋邊界點；

參考圖2所示，針對掃描式衛(wèi)星建立的球面?zhèn)葦[觀測計算模型中，為衛(wèi)星對地側(cè)擺觀測覆蓋某一時刻t的掃描線，g點為衛(wèi)星的星下點，a為衛(wèi)星在t時刻的方位角，i為衛(wèi)星的運行軌道的軌道傾角，δ為星下點的赤緯，δ與星下點的緯度相等，h點為北極點，n點為衛(wèi)星升交點，a點為第一側(cè)擺覆蓋邊界點，b點為第二側(cè)擺覆蓋邊界點。

執(zhí)行s102、根據(jù)衛(wèi)星的視場角和從衛(wèi)星的側(cè)擺角度范圍中確定出的側(cè)擺角度，分別計算出第一側(cè)擺覆蓋邊界點與星下點所組成弧段的第一地心覆蓋角、第二側(cè)擺覆蓋邊界點與星下點所組成弧段的第二地心覆蓋角。

具體的，衛(wèi)星的視場角和側(cè)擺角度范圍為衛(wèi)星的固有參數(shù)，從衛(wèi)星中的固有參數(shù)中查詢到視場角和側(cè)擺角度范圍。

具體的，根據(jù)查詢到的側(cè)擺角度范圍設置對應的側(cè)擺角度，需要說明的是，設置的側(cè)擺角度為≤側(cè)擺角度范圍的最大側(cè)擺角度的一個角度值。比如衛(wèi)星的側(cè)擺角度范圍為20度、視場角為15度，此時側(cè)擺角度可以取值為向右側(cè)擺10度或者向左側(cè)擺-10度。如果為向右側(cè)擺10度，此時第一側(cè)擺覆蓋邊界點a點在星下點g的左側(cè)，第二側(cè)擺覆蓋邊界點b在星下點g的右側(cè)。參考圖3所示，圖3中的ε表示側(cè)擺角度，s點為衛(wèi)星的位置，當側(cè)擺角度ε取值為向右側(cè)擺20度時，此時，如圖3可見，第一側(cè)擺覆蓋邊界點a和第二側(cè)擺覆蓋邊界點b均在星下點g的右側(cè)。

具體的，在s102中，第一側(cè)擺覆蓋邊界點a與星下點g組成弧段弧段的第一地心覆蓋角根據(jù)如下公式計算得到：

其中，r為地球半徑，h為衛(wèi)星距離地面的高度，βa為弧段弧的第一地心覆蓋角，ε為側(cè)擺角度，θ為視場角。

第二側(cè)擺覆蓋邊界點b與星下點g組成弧段弧段對應的第二地心覆蓋角根據(jù)如下公式計算得到弧段對應的第二地心覆蓋角根據(jù)如下公式計算得到根據(jù)如下公式計算得到：

其中，r為地球半徑，h為衛(wèi)星距離地面的高度，βb為弧段的第二地心覆蓋角，ε為側(cè)擺角度，θ為視場角。

具體的，參考圖3所示，s點為衛(wèi)星的位置，o為地球中心，圖3顯示的是側(cè)擺角度ε后的第一側(cè)擺覆蓋邊界點a、第二側(cè)擺覆蓋邊界點b的空間位置，在△soa和△sob中分別利用正弦定理可以得到如下等式1、等式2：

利用等式1獲得用于求解第一地心覆蓋角的公式，利用等式2獲得用于求解第二地心覆蓋角的公式：

舉例來講，當視場角度θ為15度，側(cè)擺角度ε為向右側(cè)擺10度，求解第一地心覆蓋角和第二地心覆蓋角的公式對應如下：

可見，在衛(wèi)星的參數(shù)確定之后，地球半徑r和衛(wèi)星距離地面的高度h就能得到第一地心覆蓋角和第二地心覆蓋角。

需要說明的是，s101與s102可以同時進行，也可以分先后進行。比如，先執(zhí)行s101后執(zhí)行s102，或者先執(zhí)行s102后執(zhí)行s101。

基于s101和s102的執(zhí)行結(jié)果，接著執(zhí)行s103：將第一地心覆蓋角在球面?zhèn)葦[觀測計算模型中的球面三角形hga，對球面角hga用余弦定理得到第一側(cè)擺覆蓋邊界點的緯度，以及將第二地心覆蓋角在球面?zhèn)葦[觀測計算模型中的球面三角形hgb，對球面角hgb用余弦定理得到第二側(cè)擺覆蓋邊界點的緯度，其中，h為北極點，g為衛(wèi)星的星下點，a為第一側(cè)擺覆蓋邊界點、b為第二側(cè)擺覆蓋邊界點。

具體的，球面三角形hga由北極點h、星下點g、第一側(cè)擺覆蓋邊界點a這三個點共同在球面上構(gòu)成的球面三角形，球面角hga為球面三角形hga的球面角；球面三角形hgb由北極點h、星下點g、第二側(cè)擺覆蓋邊界點b這三個點共同在球面上構(gòu)成的球面三角形，球面角hgb為球面三角形hgb的球面角。

具體的，將第一地心覆蓋角在球面?zhèn)葦[觀測計算模型中，根據(jù)如下公式計算得到第一側(cè)擺覆蓋邊界點的緯度：

sinδa＝sinδ·cosβa-cosi·sinβa

其中，δa為所述第一側(cè)擺覆蓋邊界點的赤緯，第一側(cè)擺覆蓋邊界點的赤緯等于第一側(cè)擺覆蓋邊界點的緯度，δ為星下點的赤緯，βa為第一地心覆蓋角，i為衛(wèi)星的軌道傾角；

將第二地心覆蓋角在球面?zhèn)葦[觀測計算模型中，根據(jù)如下公式計算得到第二側(cè)擺覆蓋邊界點的緯度：

sinδb＝sinδ·cosβb-cosi·sinβb

其中，δb為第二側(cè)擺覆蓋邊界點的赤緯，第二側(cè)擺覆蓋邊界點的赤緯與第二側(cè)擺覆蓋邊界點的緯度相等，δ為星下點的赤緯，βb為第二地心覆蓋角，i為衛(wèi)星的軌道傾角。

需要說明的是，δa為第一側(cè)擺覆蓋邊界點a的赤緯、δb為第二側(cè)擺覆蓋邊界點b的赤緯，第一側(cè)擺覆蓋邊界點的赤緯與第一側(cè)擺覆蓋邊界點的緯度相等，第二側(cè)擺覆蓋邊界點的赤緯與第二側(cè)擺覆蓋邊界點的緯度相等。因此，能夠計算得到第一側(cè)擺覆蓋邊界點的緯度以及第二側(cè)擺覆蓋邊界點的緯度。

在具體實施過程中，計算第一側(cè)擺覆蓋邊界點的緯度的公式sinδa＝sinδ·cosβa-cosi·sinβa通過：在球面三角形hga中，對邊ha用余弦定理得到的公式：進行化簡而成。

在具體實施過程中，計算第二側(cè)擺覆蓋邊界點的緯度的公式sinδa＝sinδ·cosβa-cosi·sinβa通過：在球面三角形hgb中，對邊hb用余弦定理得到的公式進行化簡而成。

在s103之后，接著執(zhí)行s104：將第一側(cè)擺覆蓋邊界點的緯度在球面三角形hga中，對球面角hga用余弦定理得到第一側(cè)擺覆蓋邊界點的經(jīng)度，以及將第二側(cè)擺覆蓋邊界點的緯度在球面三角形hgb中，對球面角hgb用余弦定理得到第二側(cè)擺覆蓋邊界點的經(jīng)度。

將第一側(cè)擺覆蓋邊界點的緯度在球面?zhèn)葦[觀測計算模型中，根據(jù)公式計算得到第一側(cè)擺覆蓋邊界點的經(jīng)度：

將第二側(cè)擺覆蓋邊界點的緯度在球面?zhèn)葦[觀測計算模型中，根據(jù)公式計算得到第二側(cè)擺覆蓋邊界點的經(jīng)度：

其中，λg為星下點的赤經(jīng)，λb為第二側(cè)擺覆蓋邊界點的赤經(jīng)，第二側(cè)擺覆蓋邊界點的赤經(jīng)等于第二側(cè)擺覆蓋邊界點的經(jīng)度，為星下點的緯度，為第二側(cè)擺覆蓋邊界點的緯度，βb為第二地心覆蓋角。

需要說明的是，星下點的赤經(jīng)等于星下點的經(jīng)度，計算得到的λa實際為第一側(cè)擺覆蓋邊界點的赤經(jīng)，第一側(cè)擺覆蓋邊界點的赤經(jīng)實際與第一側(cè)擺覆蓋邊界點的經(jīng)度相等，從而得到第一側(cè)擺覆蓋邊界點的經(jīng)度。

具體的，在s104包括如下步驟1～4計算出第一側(cè)擺覆蓋邊界點的經(jīng)度：

步驟1：確定第一側(cè)擺覆蓋邊界點相對星下點的空間位置關系；

步驟2：確定衛(wèi)星的軌道傾角和飛行方向；

步驟3：根據(jù)第一側(cè)擺覆蓋邊界點相對星下點的空間位置關系，以及衛(wèi)星的軌道傾角和飛行方向，共同確定出用于計算第一側(cè)擺覆蓋邊界點的經(jīng)度的公式中的運算符號；

步驟4、基于確定符號后的計算公式計算出第一側(cè)擺覆蓋邊界點的經(jīng)度。

在一具體實施例中，在s104還包括：通過如下步驟1＇～4＇計算出第二側(cè)擺覆蓋邊界點的經(jīng)度：

步驟1＇：確定第二側(cè)擺覆蓋邊界點相對星下點的空間位置關系；

步驟2＇：確定衛(wèi)星的軌道傾角和飛行方向；

步驟3＇：第二側(cè)擺覆蓋邊界點相對星下點的空間位置關系，以及衛(wèi)星的軌道傾角和飛行方向，共同確定出用于計算第二側(cè)擺覆蓋邊界點的經(jīng)度的公式中的運算符號；

步驟4＇：基于確定符號后的計算公式計算得到第二側(cè)擺覆蓋邊界點的經(jīng)度。

具體的，參考下表1所示的觀測覆蓋類型，其中列出了不同的側(cè)擺角度、以及與視場角不同的關系不同情況下，第一側(cè)擺覆蓋邊界點a、第二側(cè)擺覆蓋邊界點b相對星下點g的空間位置關系，其中，ε＝0時為直接觀測覆蓋，ε>0或ε<0時均為側(cè)擺觀側(cè)：

表1、觀測覆蓋類型表

參考表2所示的運算符號取值分析表，其中列出了不同的軌道傾角i、不同衛(wèi)星沿坐標軸z的飛行方向情況下，運算符號的取值。根據(jù)軌道傾角i與90度的大小關系、以及衛(wèi)星沿坐標軸z的飛行方向確定運算符號的取值為“+”還是“-”。

表2、運算符號取值分析表

舉例來講，軌道傾角i取值為95度，且衛(wèi)星沿坐標軸z的飛行方向v大于0，第一側(cè)擺覆蓋邊界點a在星下點g的右邊，第二側(cè)擺覆蓋邊界點b在星下點g的左邊，這確定：用于計算第一側(cè)擺覆蓋邊界點的經(jīng)度的公式中的運算符號為“-”，用于計算第二側(cè)擺覆蓋邊界點的經(jīng)度的公式中的運算符號為“+”，此時，第一側(cè)擺覆蓋邊界點的經(jīng)度、第二側(cè)擺覆蓋邊界點的經(jīng)度根據(jù)如下確定符號后的公式計算得到：

在執(zhí)行s104之后，基于s103和s104的結(jié)果，執(zhí)行s105：基于第一側(cè)擺覆蓋邊界點的經(jīng)度、緯度，第二側(cè)擺覆蓋邊界點的經(jīng)度、緯度得到衛(wèi)星對地側(cè)擺觀測覆蓋帶。

具體的，第一側(cè)擺覆蓋邊界點的經(jīng)度、第一側(cè)擺覆蓋邊界點的緯度、第二側(cè)擺覆蓋邊界點的經(jīng)度、第二側(cè)擺覆蓋邊界點的緯度，這四個邊界圍起來的區(qū)域則為衛(wèi)星對地側(cè)擺觀測覆蓋帶。

基于同一發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明實施例提供了一種掃描式衛(wèi)星對地側(cè)擺觀測覆蓋帶確定裝置，參考圖4所示，包括：

模型建立單元201，用于針對衛(wèi)星建立球面?zhèn)葦[觀測計算模型，其中，在球面?zhèn)葦[觀測計算模型的球面上表示有北極點、衛(wèi)星對地側(cè)擺觀測覆蓋任一時刻的掃描線、衛(wèi)星的星下點，掃描線包括第一側(cè)擺覆蓋邊界點和第二側(cè)擺覆蓋邊界點；

覆蓋角確定單元202，用于根據(jù)衛(wèi)星的視場角和從衛(wèi)星的側(cè)擺角度范圍中確定出的側(cè)擺角度，計算出第一側(cè)擺覆蓋邊界點與星下點所組成弧段的第一地心覆蓋角、第二側(cè)擺覆蓋邊界點與星下點所組成弧段的第二地心覆蓋角；

緯度確定單元203，用于將第一地心覆蓋角在球面?zhèn)葦[觀測計算模型中的球面三角形hga，對球面角hga用余弦定理得到第一側(cè)擺覆蓋邊界點的緯度，以及將第二地心覆蓋角在球面?zhèn)葦[觀測計算模型中的球面三角形hgb，對球面角hgb用余弦定理得到第二側(cè)擺覆蓋邊界點的緯度，其中，h為北極點，g為衛(wèi)星的星下點，a為第一側(cè)擺覆蓋邊界點、b為第二側(cè)擺覆蓋邊界點；

經(jīng)度確定單元204，用于將第一側(cè)擺覆蓋邊界點的緯度在球面三角形hga中，對球面角hga用余弦定理得到第一側(cè)擺覆蓋邊界點的經(jīng)度，以及將第二側(cè)擺覆蓋邊界點的緯度在球面三角形hgb中，對球面角hgb用余弦定理得到第二側(cè)擺覆蓋邊界點的經(jīng)度；

覆蓋帶確定單元205，用于基于第一側(cè)擺覆蓋邊界點的經(jīng)度、緯度，以及第二側(cè)擺覆蓋邊界點的經(jīng)度、緯度共同確定衛(wèi)星對地側(cè)擺觀測覆蓋帶。

可選的，緯度確定單元203，具體用于：

將第一地心覆蓋角在球面?zhèn)葦[觀測計算模型中，根據(jù)如下公式計算得到第一側(cè)擺覆蓋邊界點的緯度：

sinδa＝sinδ·cosβa-cosi·sinβa

其中，δa為第一側(cè)擺覆蓋邊界點的赤緯，第一側(cè)擺覆蓋邊界點的赤緯等于第一側(cè)擺覆蓋邊界點的緯度，δ為星下點的赤緯，βa為第一地心覆蓋角，i為衛(wèi)星的軌道傾角；

緯度確定單元203還用于：將第二地心覆蓋角在球面?zhèn)葦[觀測計算模型中，根據(jù)如下公式計算得到第二側(cè)擺覆蓋邊界點的緯度：

sinδb＝sinδ·cosβb-cosi·sinβb

其中，δb為第二側(cè)擺覆蓋邊界點的赤緯，第二側(cè)擺覆蓋邊界點的赤緯與第二側(cè)擺覆蓋邊界點的緯度相等，δ為星下點的赤緯，βb為第二地心覆蓋角，i為衛(wèi)星的軌道傾角。

可選的，經(jīng)度確定單元204，具體用于：

將第一側(cè)擺覆蓋邊界點的緯度在球面?zhèn)葦[觀測計算模型中，根據(jù)第一經(jīng)度計算公式計算得到第一側(cè)擺覆蓋邊界點的經(jīng)度：

其中，λg為星下點的赤經(jīng)，λa為第一側(cè)擺覆蓋邊界點的赤經(jīng)，第一側(cè)擺覆蓋邊界點的赤經(jīng)等于第一側(cè)擺覆蓋邊界點的經(jīng)度，為星下點的緯度，為第一側(cè)擺覆蓋邊界點的緯度，βa為第一地心覆蓋角；

將第二側(cè)擺覆蓋邊界點的緯度在球面?zhèn)葦[觀測計算模型中，根據(jù)第二經(jīng)度計算公式計算得到第二側(cè)擺覆蓋邊界點的經(jīng)度：

其中，λg為星下點的赤經(jīng)，λb為第二側(cè)擺覆蓋邊界點的赤經(jīng)，第二側(cè)擺覆蓋邊界點的赤經(jīng)等于第二側(cè)擺覆蓋邊界點的經(jīng)度，為星下點的緯度，為第二側(cè)擺覆蓋邊界點的緯度，βb為第二地心覆蓋角。

可選的，經(jīng)度確定單元204包括：

第一位置關系確定單元，用于確定第一側(cè)擺覆蓋邊界點相對星下點的空間位置關系；

第一衛(wèi)星參數(shù)確定子單元，用于確定衛(wèi)星的軌道傾角和飛行方向；

第一運算符號確定子單元，用于根據(jù)第一側(cè)擺覆蓋邊界點相對星下點的空間位置關系，以及衛(wèi)星的軌道傾角和飛行方向，共同確定出用于計算第一側(cè)擺覆蓋邊界點的經(jīng)度的公式中的運算符號；

第一經(jīng)度計算子單元，用于基于確定符號后的第一經(jīng)度計算公式計算出第一側(cè)擺覆蓋邊界點的經(jīng)度。

可選的，經(jīng)度確定單元204，包括：

第二位置關系確定子單元，用于確定第二側(cè)擺覆蓋邊界點相對星下點的空間位置關系；

第二衛(wèi)星參數(shù)確定子單元，用于確定衛(wèi)星的軌道傾角和飛行方向；

第二運算符號確定子單元，第二側(cè)擺覆蓋邊界點相對星下點的空間位置關系，以及衛(wèi)星的軌道傾角和飛行方向，共同確定出用于計算第二側(cè)擺覆蓋邊界點的經(jīng)度的公式中的運算符號；

第二經(jīng)度計算子單元，用于基于確定符號后的第二經(jīng)度計算公式計算得到第二側(cè)擺覆蓋邊界點的經(jīng)度。

本發(fā)明實施例提供的一個或多個技術(shù)方案，至少實現(xiàn)了如下技術(shù)效果或優(yōu)點：

由于根據(jù)衛(wèi)星的視場角和從衛(wèi)星的側(cè)擺角度范圍中確定出的側(cè)擺角度，計算出第一側(cè)擺覆蓋邊界點與述星下點所組成弧段的第一地心覆蓋角、第二側(cè)擺覆蓋邊界點與星下點所組成弧段的第二地心覆蓋角；將第一地心覆蓋角在球面?zhèn)葦[觀測計算模型中用余弦定理得到第一側(cè)擺覆蓋邊界點的緯度，將第二地心覆蓋角在球面?zhèn)葦[觀測計算模型中用余弦定理得到第二側(cè)擺覆蓋邊界點的緯度，將第一側(cè)擺覆蓋邊界點的緯度在球面三角形hga中，對球面角hga用余弦定理得到第一側(cè)擺覆蓋邊界點的經(jīng)度，以及將第二側(cè)擺覆蓋邊界點的緯度在球面三角形hgb中，對球面角hgb用余弦定理得到第二側(cè)擺覆蓋邊界點的經(jīng)度；基于第一側(cè)擺覆蓋邊界點的經(jīng)緯度，以及第二側(cè)擺覆蓋邊界點的經(jīng)度共同確定出衛(wèi)星對地側(cè)擺觀測覆蓋帶。從而可見，本發(fā)明通過任一時刻的衛(wèi)星對地側(cè)擺觀測的覆蓋邊界點的經(jīng)緯度來計算得到的某一時間段衛(wèi)星對地側(cè)擺觀測的覆蓋帶，且由于球面?zhèn)葦[觀測計算模型使側(cè)擺后的觀測覆蓋區(qū)更接近真實的地球表面，因此從兩方面使得對地側(cè)擺觀測覆蓋帶的計算結(jié)果更準確，進而有利于選擇地對觀測區(qū)域進行更好覆蓋的衛(wèi)星進行調(diào)度觀測。

盡管已描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，但本領域內(nèi)的技術(shù)人員一旦得知了基本創(chuàng)造性概念，則可對這些實施例作出另外的變更和修改。所以，所附權(quán)利要求意欲解釋為包括優(yōu)選實施例以及落入本發(fā)明范圍的所有變更和修改。

顯然，本領域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。