(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 202111678607.1 (22)申请日 2021.12.31 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 114297870 A (43)申请公布日 2022.04.08 (73)专利权人 北京航天驭星科技有限公司 地址 100000 北京市海淀区西北旺镇邓庄 南路南侧、 友谊路西侧的土井村盛景 创业园T01地 块1号楼6层A6 01房 (72)发明人 刘世勇　赵磊　董玮　 (74)专利代理 机构 成都鱼爪智云知识产权代理 有限公司 513 08 专利代理师 兰小平 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 111/04(2020.01)(56)对比文件 CN 105466477 A,2016.04.0 6 CN 110515078 A,2019.1 1.29 CN 110417460 A,2019.1 1.05 CN 112966366 A,2021.0 6.15 US 2017073 088 A1,2017.0 3.16 CN 112960145 A,2021.0 6.15 CN 111897357 A,2020.1 1.06 JP 2005292882 A,2005.10.20 EP 2816371 A1,2014.12.24 CN 111323782 A,2020.0 6.23 CN 107579759 A,2018.01.12 US 201725 0739 A1,2017.08.31 郭强等.地球同步轨道二维扫描像移补偿技 术建模与分析. 《光学 学报》 .20 07,(第10期), 审查员 罗思异 (54)发明名称 一种星载旋转扫描探测器扫描范围的建模 方法及系统 (57)摘要 本发明提出了一种星载旋转扫描探测器扫 描范围的建模 方法及系统， 涉及仿真分析技术领 域。 该方法包括获取卫星的实际数据， 并根据实 际数据设定模拟卫星的模拟数据， 其中， 模拟数 据包括模拟卫星轨道数据和模拟卫星姿态数据； 在模拟卫星上设置探测器， 并设定探测器的探测 器运行数据； 基于探测器运行数据确定探测器所 关注的地面点或地面区域的最低观测仰角； 基于 最低观测仰角判断地面点或地面区域的扫描覆 盖信息。 该方法计算量小、 逻辑简单可靠， 便于复 核复算。 该系统具有该方法的所有 有益效果。 权利要求书2页 说明书8页 附图3页 CN 114297870 B 2022.09.02 CN 114297870 B 1.一种星载旋转扫描探测器扫描范围的建模方法， 其特 征在于， 包括如下步骤： 获取卫星的实际数据， 并根据 所述实际数据设定模拟卫星的模拟数据， 其中， 所述模拟 数据包括模拟卫星轨道数据和模拟卫星 姿态数据； 在所述模拟卫星上设置与其相互响应的探测器， 并设定所述探测器的探测器运行数 据； 其中， 将所述探测器的波束宽度设定为瞬时视场宽度； 将所述探测器的定向方式设定为 自旋， 且所述探测器的自旋轴 方向为所述模拟卫星的运行方向， 所述探测器的视线轴与所 述探测器的自旋轴按预设偏置角度偏置； 根据所述探测器关注的地面点或地面区域， 确定 所述模拟卫星的实时运行方向， 并根据所述实时运行方向确定所述探测器的自旋轴方向； 根据所述探测器开机角度限定范围， 确定角度限定范围的半波 束角为 ； 基于所述探测器运行数据和所述模拟数据确定所述探测器所关注的地面点或地面区 域的最低观测 仰角； 获取所述模拟卫星 所围绕行星的行星模拟数据， 其中， 所述行星模拟数 据包括行星半径数据； 基于所述行星半径数据、 所述模拟卫星高度数据和所述半波束角计 算所述最低观测仰角， 计算公式为： 其中， 为地面点的最低观测仰角， 为探测器 开机角度限定范围的半波束角， 为行星 半径数据， 为模拟卫星高度数据； 基于所述 最低观测仰角判断所述 地面点或所述 地面区域的扫描覆盖信息 。 2.根据权利要求1所述的星载旋转扫描探测器扫描范围的建模方法， 其特征在于， 所述 基于所述 最低观测仰角判断所述 地面点或所述 地面区域的扫描覆盖信息中， 包括： 确定所述模拟卫星相对于所述 地面点或所述 地面区域的仰角E； 判断探测器的最低观测仰角的 是否小于所述模拟卫星的仰角E； 若是， 则所述 地面点或所述 地面区域被探测器扫描覆盖 。 3.根据权利要求2所述的星载旋转扫描探测器扫描范围的建模方法， 其特征在于， 所述 确定所述模拟卫星相对于所述 地面点或所述 地面区域的仰角E， 包括： 根据所述模拟卫星轨道数据， 按照预设采样步长， 计算起点时刻T0之后， 模拟卫星与地 心连线位置 矢量在地心 惯性系中的笛卡尔坐标即第一 坐标； 根据地面测控站的坐标数据， 计算地面测控站与地心连线位置矢量在地心惯性系中的 笛卡尔坐标即第二 坐标； 利用所述第 一坐标减去所述第 二坐标， 得到模拟卫星相对所述地面点或所述地面区域 矢量在地心 惯性系中的笛卡尔坐标即第三 坐标； 根据所述地面测控站的坐标数据， 计算在地心惯性系到地面测控站坐标系的坐标转换 矩阵， 并根据所述坐标转换矩阵， 将所述第三坐标转换成待模拟卫星相对所述地面点或所 述地面区域矢量在地 面测控站坐标系中的笛卡尔坐标即第四坐标； 设所述第四坐标为 （X， Y， Z） ， 根据所述 （X， Y， Z） 计算各时间点模拟卫星相对于所述地面权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114297870 B 2点或所述 地面区域的仰角E 。 4.根据权利要求3所述的星载旋转扫描探测器扫描范围的建模方法， 其特征在于， 所述 根据所述 （X， Y， Z） 计算各时间点模拟卫星相对于所述地面点或所述地面区域的仰角E， 包 括： 根据所述 （X， Y， Z） ， 利用公式E = ， 计算仰角E 。 5.一种星载旋转扫描探测器扫描范围的建模系统， 其特 征在于， 包括： 数据获取模块， 用于获取卫星的实际数据； 数据设定模块， 用于根据 所述实际数据设定模拟卫星的模拟数据， 其中， 所述模拟数据 包括模拟卫星轨道数据、 模拟卫星姿态数据； 还用于设定探测器的探测器运行数据， 其中， 将所述探测器的波束宽度设定为瞬时视场宽度； 将所述探测器的定 向方式设定为自旋， 且 所述探测器的自旋轴方向为所述模拟卫星的运行方向， 所述探测器的视线轴与所述探测器 的自旋轴按预设偏置角度偏置； 仰角确定模块， 用于基于所述探测器运行数据和所述模拟数据确定所述探测器所关注 的地面点或地面区域的最低观测仰角； 还用于根据所述探测器关注的地面点或地面区域， 确定所述模拟卫星的实时运行方向， 并根据所述 实时运行方向确定所述探测器的自旋轴方 向； 还用于根据所述探测器开机角度限定范围， 确定角度限定范围的半波束角为 ； 还用于 获取所述模拟卫星所围绕行星的行星模拟数据， 其中， 所述行星模拟数据包括行星半径数 据； 基于所述行星半径数据、 所述模拟卫星高度数据和所述半波束角计算所述最低观测仰 角， 计算公式为： 其中， 为地面点的最低观测仰角， 为探测器 开机角度限定范围的半波束角， 为行星 半径数据， 为模拟卫星高度数据； 扫描覆盖信 息确定模块， 用于基于所述最低观测仰角判断所述地面点或所述地面区域 的扫描覆盖信息 。 6.一种电子设备， 包括存储器、 处理器及存储在所述存储器上并在所述处理器上运行 的计算机程序， 其特征在于， 所述处理器执行所述程序时实现权利要求1至4中任一项所述 的星载旋转扫描探测器扫描范围的建模方法。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114297870 B 3