【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及卫星遥感领域，具体是指一种基于离散点访问信息聚类的区域覆盖计算方法，适用于卫星遥感任务规划领域中多颗遥感卫星在一定时间内对指定区域进行最大化覆盖计算的问题。
技术介绍
1、区域覆盖是卫星遥感领域的重要应用，如水域面积估算、森林面积估算等。由于卫星遥感只能沿轨道方向成像，卫星一次开关机在地面成像范围是一个条带，条带方向与卫星轨道方向保持一致，条带幅宽与卫星遥感载荷的视场角度密切相关，卫星分辨率越高成像条带的幅宽越窄，当要观测的区域很大，卫星一次成像不能覆盖时，往往利用多颗卫星协同观测，尽快完成对该区域的覆盖，或者在最短的时间内形成对该区域的最大覆盖。
2、区域覆盖任务规划的常规算法是采用条带覆盖方法，就是将该区域沿卫星运行方向分成若干条带，卫星每经过一次观测一个条带，通过多颗卫星多次观测条带拼接形成对该区域的覆盖。但是因为任务的紧迫性，参与任务的卫星可能是不同类型，其轨道方向、成像幅宽均不同，很难用同一标准对区域进行条带划分，另外遥感卫星往往具有较强的侧摆机动能力，卫星通过侧摆，可以观测星下点左右很大的范围，卫星可以观测的条带很多，但卫星一次成像只能采用一个侧摆角度，即卫星经过该区域只能观测一个条带，多颗卫星的条带选择进一步增加了该类算法的复杂性，从而导致该类算法效率不高，适应性不强。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提出了一种基于离散点访问信息聚类的区域覆盖计算方法。本专利技术可实现在最短时间内对待观测区域的最大化覆盖计算，同时避免了因卫星成像幅宽、
2、为实现上述目的，本专利技术采用了以下技术方案：
3、一种基于离散点访问信息聚类的区域覆盖计算方法，包括以下步骤：
4、步骤1、建立规划方案列表planlist，规划方案列表planlist中的每个元素数据均包括卫星代号wxdh、成像侧视角βplan、成像开始时间t1plan与成像结束时间t2plan；
5、步骤2、计算所有参与任务的卫星的星下点成像幅宽，得到最小成像幅宽，根据最小成像幅宽计算离散点间隔；
6、步骤3、根据离散点间隔将待观测区域离散化为多个等间隔的离散点，将所有离散点编号后加入离散点列表；
7、步骤4、对离散点访问信息进行聚类：计算每颗卫星对每个离散点的访问信息，然后对访问到的访问信息进行聚类，形成多个访问信息列表；
8、步骤5、对访问信息元素最多的列表进行任务规划，根据规划方案将待观测区域分成已规划区域和未规划区域，将所有未规划区域作为新的待观测区域，继续执行步骤3，如此反复迭代，直至待观测区域被全部覆盖或没有可用的访问信息，则完成了基于离散点访问信息聚类的区域覆盖。
9、进一步地，步骤2的具体方法为：
10、(201)计算每颗卫星的星下点成像幅宽w：
11、w≈h×α
12、其中，h为卫星的轨道高度，α为卫星的载荷视场角；最小成像幅宽即为所有卫星的星下点成像幅宽中的最小值minw；
13、(202)计算离散点间隔space：
14、space＝minw/3。
15、进一步地，步骤3的具体方法为：
16、(301)遍历待观测区域多边形的各顶点坐标，得到各顶点坐标中的最小横坐标minx、最小纵坐标miny、最大横坐标maxx与最大纵坐标maxy，以(minx，miny)和(maxx，maxy)作为一条对角线的两顶点坐标，生成待观测区域的外接矩形，在该外接矩形内插入m列×n行的离散点，其中，m＝[(maxx-minx)/space]+1，n＝[(maxy-miny)/space]+1，第i列j行的离散点p(i,j)的坐标为(xi，yj)，xi＝minx+(i-1)*space，yj＝miny+(j-1)*space，1≤i≤m、1≤j≤n，且i与j为整数；
17、(302)建立离散点列表pointlist，逐点计算每个离散点是否在待观测区域多边形的内部，将所有在待观测区域多边形内部的离散点进行编号后加入离散点列表pointlist中。
18、进一步地，步骤4的具体方法为：
19、(401)定义访问信息数据结构ai，ai包含wxdh、mbbh、t以及θ；
20、其中，wxdh为卫星代号，mbbh为目标离散点编号，t为卫星对目标离散点的访问时刻，θ为卫星对目标离散点访问时的侧视角；
21、(402)建立总访问信息列表ailist，分别计算每颗卫星对离散点列表pointlist中每个离散点的访问信息，即卫星对目标离散点的访问时刻以及访问时的侧视角；将所有访问信息保存到总访问信息列表ailist中；
22、(403)根据总访问信息列ailist生成多组一级访问信息列表，包括ailist1、ailist2、ailist3……，每一组一级访问信息列表存储同一颗卫星在同一轨道圈次内对整个侧视角范围内的所有离散点的访问信息；
23、(404)将每组一级访问信息列表中的所有侧视角从小到大排序：
24、β1≤β2≤β3≤……≤βk；
25、将该一级访问信息列表中所有侧视角与βi的差小于视场角α的访问信息保存到一个二级访问信息列表中，i＝1，2，3……，以此类推，直至某一个二级访问信息列表中包括侧视角为βk的访问信息为止；
26、遍历每组一级访问信息列表，最后形成按侧视角聚类的二级访问信息列表：ailist11、ailist12、……、ailist21、ailist22、……。
27、进一步地，步骤5的具体方法为：
28、(501)从ailist11、ailist12、……、ailist21、ailist22、……中选取访问信息元素最多的一个列表ailistmost，从该列表中获取最小侧视角minβ、最大侧视角maxβ、最早访问时间t1与最晚访问时间t2，根据这4个参数生成一次规划方案，规划方案相关参数为：成像侧视角βplan＝(minβ+maxβ)/2，成像开始时间t1plan＝t1-δt，成像结束时间t2plan＝t2+δt，其中，δt为当前二级访问信息列表中相邻两次访问信息之间的时间差；
29、(502)将规划方案中的成像侧视角βplan、成像开始时间t1plan、成像结束时间t2plan以及列表ailistmost所属卫星代号wxdh加入到规划方案列表planlist中；
30、(503)规划方案将待观测区域分解成已规划区域和未规划区域，已规划区域和未规划区域的空间关系有4种情况：已规划区域在左侧，未规划区域在右侧；已规划区域在中间，未规划区域在两侧；已规划区域在右侧，未规划区域在左侧；已规划区域完全覆盖待观测区域，没有待规划区域；
31、(504)将每一片未规划区域作为新的待观测区域，继续执行步骤3本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于离散点访问信息聚类的区域覆盖计算方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于离散点访问信息聚类的区域覆盖计算方法，其特征在于，步骤2的具体方法为：
3.根据权利要求2所述的一种基于离散点访问信息聚类的区域覆盖计算方法，其特征在于，步骤3的具体方法为：
4.根据权利要求3所述的一种基于离散点访问信息聚类的区域覆盖计算方法，其特征在于，步骤4的具体方法为：
5.根据权利要求4所述的一种基于离散点访问信息聚类的区域覆盖计算方法，其特征在于，步骤5的具体方法为：
【技术特征摘要】
1.一种基于离散点访问信息聚类的区域覆盖计算方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于离散点访问信息聚类的区域覆盖计算方法，其特征在于，步骤2的具体方法为：
3.根据权利要求2所述的一种基于离散点访问信息聚类的区域覆盖计算...
【专利技术属性】
技术研发人员：彭会湘，白晶，李烁，陈金勇，梁硕，陈韬亦，刘晓丽，张学亮，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第五十四研究所，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。