(19)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 202210545839.8 (22)申请日 2022.05.18 (71)申请人 中国西安 卫星测控中心 地址 710043 陕西省西安市新城区公园南 路5号 (72)发明人 程富强　李国政　银炜　王小乐　 张姣　王大力　沈思　夏长峰　 张俊华　张卫涛　 (74)专利代理 机构 北京挺立专利事务所(普通 合伙) 11265 专利代理师 韩畅 (51)Int.Cl. H04N 5/232(2006.01) G06F 17/11(2006.01) (54)发明名称 空间监视相机的随动观测任务规划方法及 装置 (57)摘要 本公开提供一种空间监视相机的随动观测 任务规划方法及装置， 涉及天基空间监视领域， 能够解决相关技术中空间监视相机执行任务效 率低的问题。 具体技术方案为： 将地固系下的目 标轨迹数据转换至相机轨道系； 在相机轨道系 中， 获取相机运动视角扫描平面； 根据相机运动 视角扫描平面获取相机运动的起始滚动角与俯 仰角； 获取相机视角系下的目标轨迹数据； 根据 相机视角系下的目标轨迹数据、 相机的最大运动 角速度、 相机姿态角加速度、 相机以平均角速度 运动的时长、 相机运动总时长、 相机运动角度、 被 观测目标运动角度构建函数， 以获取最优的相机 运动角速度和 匀速运动时长 。 权利要求书4页 说明书17页 附图3页 CN 114979477 A 2022.08.30 CN 114979477 A 1.一种空间监视相机的随动观测任务 规划方法， 其特 征在于， 包括： 将被观测目标在地固系下的目标轨 迹数据转换至相机 轨道系下的目标轨 迹数据； 在所述相机 轨道系中， 获取相机运动视角扫描平面； 根据所述相机运动视角扫描平面获取相机运动的起始滚动角与所述相机运动的起始 俯仰角； 根据所述相机运动的起始滚动角与所述相机运动的起始俯仰角获取所述相机轨道系 下的目标轨 迹数据对应的相机 视角系下的目标轨 迹数据； 根据所述相机视角系下的目标轨迹数据、 相机的最大运动角速度、 相机姿态角加速度、 相机以平均角速度运动的时长、 相机运动总时长、 相机运动角度、 被观测目标运动角度构建 Lagrange广义 函数， 以获取最优的相机运动角速度和 匀速运动时长 。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述将被观测目标在地固系下的目标轨迹 数据转换至相机 轨道系下的目标轨 迹数据， 包括： 获取所述被观测目标在所述 地固系下的目标轨 迹数据； 获取地固系向轨道系转换的第一 转换矩阵； 确定地固系向轨道系转换的位移矢量； 根据所述地固系下的目标轨迹数据、 所述第 一转换矩阵和所述位移矢量获取所述被观 测目标在所述相机 轨道系下的目标轨 迹数据。 3.根据权利要求2所述的方法， 其特 征在于， 所述地固系向轨道系的第一 转换矩阵为： 其中， TMFO为转换矩阵； 为相机的星下点经度； 所述地固系向轨道系转换的位移矢量 为： 其中， LFO为所述地固系向轨道系转换的位移矢量， asat为相机的轨道半长轴； 所述被观测目标在所述相机 轨道系下的目标轨 迹数据为： M′A＝TMFO·MA‑LFO； 其中， 所述M ′A为所述被观测目标在所述相机轨道系下的目标轨迹点矩阵， 所述MA为所 述被观测目标在地固系下的目标轨 迹数据矩阵。 4.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述在所述相机轨道系中， 获取相机运动 视角扫描平面， 包括： 获取目标函数的表达式为： 其中， di(a， b)表示在轨 道系中， 被观测目标的第i个轨迹点到最优平面的距离； 其中， 所述相 机运动视角 扫描平面 的平面方程的表达式为： ∑ ′o： aX′+bY′+Z′＝0； 采用最小二乘法求解计算， 输入起始解(a0， b0)为目标弹道的起始点与坐标原点以获取 所述平面方程中的所述a和所述b。权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 114979477 A 25.根据权利要求4所述的方法， 其特征在于， 所述根据所述相机运动视角扫描平面获取 所述相机运动的起始滚动角与所述相机运动的起始俯仰角， 包括： 根据目标弹道起点在轨道系中的坐标获取所述相机运动的起始滚动角与所述相机运 动的起始俯仰角。 6.根据权利要求5所述的方法， 其特 征在于， 所述相机运动的起始滚动角和所述相机运动的起始俯仰角的表达式为： 其中， ψs为所述相机运动的起始滚动角； θs为所述相机运动的起始俯仰角， 所述目标弹 道起点在轨道系中的坐标为(x ’So， y’So， z’So)。 7.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述根据所述相机运动的起始滚动角与 所 述相机运动的起始俯仰角获取所述相机轨道系下的目标轨迹数据对应的相机视角系下的 目标轨迹数据， 包括： 根据所述相机运动的起始滚动角与所述相机运动的起始俯仰角获取相机轨道系向相 机视角系转换的第二 转换矩阵； 根据所述相机轨道系下的目标轨迹数据和所述第二转换矩阵获取所述相机视角系下 的目标轨 迹数据； 其中， 所述相机 轨道系向相机 视角系转换的第二 转换矩阵的表达式为： 其中， ψs为轨道系中的相机运动的起始俯仰角、 θs为轨道系中的相机运动的起始滚动 角， ξ 为偏航角。 8.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述根据所述相机视角系下的目标轨迹数 据、 相机的最大运动角速度、 相机姿态角加速度、 相机以平均角速度运动的时长、 相机运动 总时长、 相机运动角度、 被观测目标运动角度构建Lagrange广义函数， 以获取最优的相机运 动角速度和 匀速运动时长， 包括： 将所述相机 视角系下的目标轨 迹数据垂直投影在相机运动的视角系对应的平面上； 获取相机运动角度的表达式为： 其中， ηc(t)为相机运动角度， Tvmean为相机的匀速运动时长， Tcamtot相机运动总时长； 所权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 114979477 A 3