SAR卫星自主数传回放规划方法及系统与流程

    专利2026-01-28  4


    本发明涉及星载sar成像任务规划,具体地,涉及一种sar卫星自主数传回放规划方法及系统。


    背景技术:

    1、随着星载sar技术的发展,卫星成像与监测任务变得更加复杂,为了提高地面目标的普查监测效率和频率,对卫星成像规划的需求不断增加。sar卫星数据记录器按照成像次数对成像数据进行记录,每次成像记录成一个文件,卫星成像的次数越大,带来的数据量和文件大小类型更加复杂。传统的数据传输指令由地面根据成像参数进行计算,根据成像的数据量大小,设置数据传输系统开机时长和下传文件号,编写成注数指令包,在卫星进入地面测控站时发送至卫星,待卫星进入地面数传站时回放数据。该方式的缺点是每次的回放数据都需要地面相关单位进行指令编写及发送工作,而且其数据下传的弧段未能充分利用,sar观测数据下传效率不高。

    2、针对以上问题,目前亟待研究一种高分宽幅扫描sar卫星自主数传回放规划方法,以最大限度的发挥星地数传的效率,提升高分宽幅扫描sar在轨使用价值和效能。

    3、专利文献cn10884788一种卫星数传x延时链路数据的星上自主回放方法,实现了卫星回放地面站各参数、卫星数据回放区域、连续回放轨数等参数在轨高自由度调整,使卫星回放过程中能够应对回放区域间隔不连续的特殊情况。该方法针对星上按地址连续存储的数据下传,不选择回放的数据内容,本发明针对存储在不同数据块中的sar成像数据,进行合理选取,提升有效成像数据的下传效率。

    4、专利文献cn 116248166用于卫星存储数据挑选下传的星上自主回放方法和系统,实现了自主计算与挑段回放数据连续不丢失,实现了对卫星存储数据按时间段进行挑段回放,满足卫星多地面站对挑段数据连续接收的功能。但是该方法不具备对sar卫星成像数据的文件号及大小选择自主下传的功能,本发明针对sar卫星成像数据进行自主规划并下传。

    5、专利文献cn116208230一种卫星自主数传快速判定及任务参数计算方法,提供了一种高效率的数据传输参数的计算方法。该方法不具备数据文件自主下传的计算方法,本发明针对sar卫星成像数据进行自主规划并下传。

    6、专利文献cn112035227一种敏捷卫星数传分系统自主运行方法,提供了一种剔除了一种数传分系统工作模式人物数据块内容和发送时间要求,并能基于指令池遍历执行任务的自主运行。该发明仅针对数传业务模式的自主运行,不能自主选择数据文件回放下传。

    7、专利文献cn114035912一种敏捷卫星数传元任务序列自主运行方法,提供了一种载荷数据根据工作模式进行指令的自主发送。该方法适用于星上自主任务规划场景下或者解析数据块指令生成指令,不具备成像数据的自主规划回放和下传。

    8、基于对上述五项专利文献和文章的检索,目前尚无高分宽幅sar卫星自主数传回放规划方法,以及结合现有技术的方法,亟需研究和建立针对高分宽幅sar卫星自主数传回放规划方法,星上根据地面数传站的信息和星上sar成像的数据文件进行自主回放规划,有效地进行回放文件筛选,高效率规划适用于高分宽幅sar卫星数据下传参数,对提高高分宽幅sar卫星的数据下传效率和应用效能具有决定性的作用,解决的关键技术和建立的技术平台,不但填补国内空白,同时也可以支持sar卫星数据文件回放的自主规划。


    技术实现思路

    1、针对现有技术中的缺陷,本发明的目的是提供一种sar卫星自主数传回放规划方法及系统。

    2、根据本发明提供的一种sar卫星自主数传回放规划方法,包括:

    3、步骤s1:初始化建立地面站参数数组和下传目标文件参数数组;

    4、步骤s2:根据文件属性表内容,更新目标文件参数;

    5、步骤s3:计算地面站过顶时刻、数传弧段参数;

    6、步骤s4:根据所述数传弧段时长,计算有效数传时间长度;

    7、步骤s5:并根据数传模式计算有效数传数据量;

    8、步骤s6:确定回放的文件号;

    9、步骤s7:使用计算确定回放的文件,按照一定格式生成回放规划包,指导数传按照要求进行数据回放下传。

    10、优选地,所述地面站参数数组包括地面站号、地面站天线地理经度、地面站天线地理纬度、地面站天线俯仰轴中心高程、最小仰角约束条件;

    11、所述目标文件参数数组包括目标文件编号、目标文件传输标志、目标文件块数大小。

    12、优选地,所述步骤s2中更新目标文件参数通过接收固存文件属性表,以及地面设置的回放文件号范围,更新文件编号对应的目标文件参数,包括传输标志、文件大小;

    13、当文件号不在回放文件号范围内时,文件大小设置为0。

    14、优选地,所述步骤s3包括:

    15、步骤s3.1:通过当前卫星的位置,外推指定时间内的卫星位置;

    16、步骤s3.2:计算卫星相对地面站的距离变化;

    17、步骤s3.3:根据所述距离变化寻找相对距离的极小值,若不存在极小值,则返回步骤s3.1,间隔t时间重新计算;若存在极小值,则截取所述极小值对应的一定范围内的数据,进行插值计算,获得更高精度的过顶时间和仰角信息;

    18、步骤s3.4:根据地面站的参数数组计算数传弧段的起止时间及时长。

    19、优选地,所述步骤s4包括如下子步骤:

    20、步骤s4.1:计算有效数传时间长度t,计算公式如下:

    21、t=过顶持续时间-引导时间-固定辅助数据传输时间

    22、步骤s4.2:判断所述有效数传时间长度是否小于预定时间t0,若是,则丢弃当前有效数传时间长度所对应的弧段,等待下次弧段计算;若否,则执行步骤s5。

    23、优选地,步骤s5中根据数传模式计算有效数传数据量,计算能下传的固存文件块数,计算公式如下:

    24、回放块数=有效传输时间×传输速率×sar有效数据率/(数据块大小×通道数)。

    25、优选地,所述确定回放的文件号包括遍历所有文件,将满足要求的文件号确定为可回放的文件号;

    26、所述满足要求的文件号包括:文件传输标志不为1或者文件大小不为0的文件以及文件的块数小于剩余可回放块数的文件。

    27、优选地,所述规划包的内容包括回放开始时间、回放时长、回放文件号、地面站跟踪时长信息。

    28、优选地,所述规划包需在回放开始时间提前发送给数传系统。

    29、根据本发明提供的一种sar卫星自主数传回放规划系统,包括:

    30、模块m1:初始化建立地面站参数数组和下传目标文件参数数组;

    31、模块m2:根据文件属性表内容,更新目标文件参数;

    32、模块m3:计算地面站过顶时刻、数传弧段参数;

    33、模块m4:根据所述数传弧段时长,计算有效数传时间长度;

    34、模块m5:并根据数传模式计算有效数传数据量;

    35、模块m6:确定回放的文件号;

    36、模块m7:使用计算确定回放的文件,按照一定格式生成回放规划包,指导数传按照要求进行数据回放下传。

    37、与现有技术相比,本发明具有如下的有益效果:

    38、1、本发明的应用可以有效地提高星载高分宽幅sar数据自主回放下传效率,提升星载高分宽幅sar目标普查、监测应用效能。

    39、2、本发明解决多成像数据文件下的高分宽幅sar卫星自主回放规划问题,根据地面数传站的特性以及有效传输时间和星上sar成像数据文件,自主对回放文件进行判定和选取,自主确定回放文件和数传回放参数,用于实现sar对多成像文件的高效率回放下传。

    40、3、本发明针对存储在不同数据块中的sar成像数据,进行合理选取,提升有效成像数据的下传效率。


    技术特征:

    1.一种sar卫星自主数传回放规划方法,其特征在于,包括:

    2.根据权利要求1所述的sar卫星自主数传回放规划方法,其特征在于,所述地面站参数数组包括地面站号、地面站天线地理经度、地面站天线地理纬度、地面站天线俯仰轴中心高程、最小仰角约束条件;

    3.根据权利要求1所述的sar卫星自主数传回放规划方法,其特征在于,所述步骤s2中更新目标文件参数通过接收固存文件属性表,以及地面设置的回放文件号范围,更新文件编号对应的目标文件参数,包括传输标志、文件大小;

    4.根据权利要求1所述的sar卫星自主数传回放规划方法,其特征在于,所述步骤s3包括:

    5.根据权利要求1所述的sar卫星自主数传回放规划方法,其特征在于,所述步骤s4包括如下子步骤:

    6.根据权利要求1所述的sar卫星自主数传回放规划方法,其特征在于,步骤s5中根据数传模式计算有效数传数据量,计算能下传的固存文件块数,计算公式如下:

    7.根据权利要求1所述的sar卫星自主数传回放规划方法,其特征在于,所述确定回放的文件号包括遍历所有文件,将满足要求的文件号确定为可回放的文件号;

    8.根据权利要求1所述的sar卫星自主数传回放规划方法,其特征在于,所述规划包的内容包括回放开始时间、回放时长、回放文件号、地面站跟踪时长信息。

    9.根据权利要求1所述的sar卫星自主数传回放规划方法,其特征在于,所述规划包需在回放开始时间提前发送给数传系统。

    10.一种sar卫星自主数传回放规划系统,其特征在于,包括:


    技术总结
    本发明提供了一种SAR卫星自主数传回放规划方法及系统,包括:初始化建立地面站参数数组和下传目标文件参数数组;根据文件属性表内容,更新目标文件参数;计算地面站过顶时刻、数传弧段参数;根据所述数传弧段时长,计算有效数传时间长度;并根据数传模式计算有效数传数据量;确定回放的文件号;使用计算确定回放的文件,按照一定格式生成回放规划包,指导数传按照要求进行数据回放下传。本发明的应用可以有效地提高星载高分宽幅SAR数据自主回放下传效率,提升星载高分宽幅SAR目标普查、监测应用效能。

    技术研发人员:余辉,陈德相,孟宪超,陆启省,吴以平,刘兰兰,刘方,许建峰
    受保护的技术使用者:上海卫星工程研究所
    技术研发日:
    技术公布日:2024/4/29
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