(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202210680448.7 (22)申请日 2022.06.16 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 114758003 A (43)申请公布日 2022.07.15 (73)专利权人 中国人民解 放军32035部队 地址 710600 陕西省西安市临潼区环城东 路2号 (72)发明人 何健　钟卫军　曹申艺　王英　 程熠　李浩　孟亚楠　 (74)专利代理 机构 西安嘉思特知识产权代理事 务所(普通 合伙) 6123 0 专利代理师 王丹 (51)Int.Cl. G06T 7/73(2017.01)G06T 7/66(2017.01) G06F 17/11(2006.01) (56)对比文件 CN 112173173 A,2021.01.0 5 CN 111830536 A,2020.10.27 CN 113848569 A,2021.12.28 CN 112713922 A,2021.04.27 审查员 李志研 (54)发明名称 基于区域相交的地面非规则区域卫星过境 快速预报方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于区域相交的地面非 规则区域卫星过境快速 预报方法， 包括： S1： 计算 大地坐标系下地面非规则区域外接圆的几何位 置信息； S2： 根据上述几何位置信息建立地面非 规则区域外接圆的几何可见性模 型， 并进行几何 可见性判断； S3： 基于步骤S2得到的几何可见性 判断结果， 对卫星载荷特征与地面非规则区域相 交的载荷可见性进行判断， 并输出对应的时刻点 集合。 本发 明一方面利用几何模 型通过代数计算 大幅减少了计算量， 另一方面通过引入基于外接 圆的几何可见性判断快速筛选出可见窗口时段， 进一步减少了计算量， 提高了计算效率， 从而可 以实现卫星过境快速预报。 权利要求书3页 说明书9页 附图4页 CN 114758003 B 2022.09.09 CN 114758003 B 1.一种基于区域相交的地 面非规则区域 卫星过境快速预报方法， 其特 征在于， 包括： S1： 计算大地 坐标系下地 面非规则区域外 接圆的几何位置信息； S2： 根据上述几何位置信息建立地面非规则区域外接圆的几何可见性模型， 并进行几 何可见性判断； 具体包括： S21： 基于卫星的空间位置信息、 地心角以及所述地面非规则区域外接圆的几何位置信 息建立该外接圆的几何可见性模型； 其中， 所述几何可见性模 型为地心、 地平 面、 卫星质心、 地面非规则区域外接圆半径对应的地心角、 地心与卫星质心的连线、 地面非规则区域外接 圆的圆心位置与地心的连线、 以及各个连线之间的夹角所 形成的几何关系； S22： 根据所述几何可 见性模型计算 地面非规则区域外 接圆半径对应的地心角 S23： 根据所述几何可见性模型计算不同时刻点T＝{t0,t1,t2...tn}对应的卫星的几何 约束角φs， 计算公式为： 其中， Re表示地球半径， alts表示卫星质心S的高度坐标信息； S24： 计算不同时刻点T＝{t0,t1,t2...tn}对应的外接圆的圆心位置、 地心连线与卫星质 心、 地心连线的夹角 S25： 当满足 时， 则判定卫星对外接圆区域几何可见， 输出对应时刻点集合 T1， S3： 基于步骤S2得到的几何可见性判断结果， 对卫星载荷特征与地面非规则区域相交 的载荷可 见性进行判断， 并输出对应的时刻点 集合， 具体包括： S31： 在满足几何可见性的基础上， 利用射线法判断卫星星下点X与地面非规则区域的 位置关系； S32： 若所述卫星星下点X的位置在地面非规则区域内部， 则载荷可见， 输出对应的时刻 点集合T21， 否则， 跳转至步骤S3 3； S33： 计算点X到地面非规则区域的最短球面距离Dmin； S34： 计算 卫星圆锥载荷球面范围的半径RS； S35： 当满足Dmin≤RS时， 则载荷可 见， 输出对应的时刻点 集合T22， S36： 整理T21和T2 2， 得到最终的卫星过境时段。 2.根据权利要求1所述的基于区域相交的地面非规则区域卫星过境快速预报方法， 其 特征在于， 步骤S1包括： S11： 获取地面非规则区域n个顶点的经纬高坐标信息， 并据此计算地面非规则区域外 接圆圆心O的位置， 计算公式如下： 权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114758003 B 2其中， lonO、 latO、 altO分别表示圆心O的经纬高坐标信息， loni、 lati、 alti分别表示n个 顶点的经纬高坐标信息， 1≤i≤n； S12： 找出n个顶点中与圆心O的距离最大的顶点A， 计算圆心O到顶点A的球面距离， 以得 到地面非规则区域外 接圆的半径 rw。 3.根据权利要求1所述的基于区域相交的地面非规则区域卫星过境快速预报方法， 其 特征在于， 步骤S24包括： 24a)将大地坐标系下的卫星经纬高(lonS,latS,altS)和外接圆圆心O的位置经纬高 (lonO,latO,altO)转换为地心地固坐标系下的(xS,yS,zS)和(xO,yO,zO)； 24b)按照下式计算不同时刻点T＝{t0,t1,t2...tn}对应的外接圆圆心位置、 地心连线与 卫星质心、 地心连线的夹角 其中， Re表示地球半径。 4.根据权利要求1所述的基于区域相交的地面非规则区域卫星过境快速预报方法， 其 特征在于， 所述 步骤S31包括： 在几何可见性窗口内， 从卫星星下点X水平向右作射线， 并与地面非规则区域相较于若 干个点； 若交点个数为偶数或者0时， 则点X在地面非规则区域外部； 若交点个数为奇数时， 则点 X在地面非规则区域内部 。 5.根据权利要求1所述的基于区域相交的地面非规则区域卫星过境快速预报方法， 其 特征在于， 所述 步骤S33包括： 33a)从点X出发， 在平面经纬度坐标系下计算卫星星下点到非规则区域所有顶点的距 离， 以得到距离最短的顶点D； 33b)取非规则区域上以D为端点的相邻两条线段DA和DC； 33c)计算点X到线段DA的最短距离dX‑DA和点X到线段DC的最短距离dX‑DC； 33d)比较dX‑DA和dX‑DC的大小， 并计算较小值对应的点 位的经纬度坐标； 33e)根据较小值对应的点 位经纬度坐标以及点X的坐标， 计算 最短的球面距离Dmin。 6.根据权利要求5所述的基于区域相交的地面非规则区域卫星过境快速预报方法， 其 特征在于， 步骤3 3c)包括： 计算∠XDA和∠XDC的角度； 根据∠XDA和∠XDC的角度信息计算dX‑DA和dX‑DC， 计算公式如下： 权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114758003 B 3