一种基于高分系列卫星的协同观测方法与流程

技术特征：
1.一种基于高分系列卫星的协同观测方法，其特征在于，包括以下步骤：s1、建立卫星观测模型，所述卫星观测模型包括：轨道计算模型、卫星星下点经纬度计算模型、卫星覆盖区域模型，其中：所述轨道计算模型采用开普勒基本问题的经典求解模型计算标称开普勒轨道，所述卫星星下点经纬度计算模型通过开普勒方程计算星下点位置，所述卫星覆盖区域模型通过与地面联络进行覆盖区的确定；s2、任务管理发布模块选定观测的高分系列卫星；s3、卫星轨道预报模块分析与仿真预测遥感卫星区域覆盖，并结合所观测高分卫星相对应的观测产品，预测卫星经过站点的时间；s4、任务发布模块通过邮件或短信通知相关观测站点，在站点确认后进行协同观测。2.如权利要求1所述的一种基于高分系列卫星的协同观测方法，其特征在于，所述步骤s1中，所述轨道计算模型提及开普勒基本问题的经典求解模型为：其中：其中：其中：其中：而：r＝a(1
‑
emxcosδe emysinδe)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(6)(6)为偏近点角增量，满足kepler方程：为偏近点角增量，满足kepler方程：a为轨道半长轴，t0为给定时间，为t0时刻卫星所在位置，为t0时刻卫星的速度，t为当前时间，为t时刻卫星所在位置，为t时刻卫星的速度，标称kepler轨道的具体计算步
骤如下：s111、由式(10)计算a，由式(7)计算emx，由式(8)计算emy；s112、运用迭代法计算δe；s113、由式(2)计算f，由式(3)计算由式(4)计算g，由式(5)计算由式(6)计算r；s114、由式(1)计算3.如权利要求1所述的一种基于高分系列卫星的协同观测方法，其特征在于，所述步骤s1中，所述卫星星下点经纬度计算模型计算过程包括以下步骤：s121、已知t0时期的六个椭圆轨道根数a、e、i、ω、ω、τ和格林尼治恒星时s
g0
，其中，a轨道长半轴，e为轨道偏心率，i为卫星运动轨道面与赤道面的夹角，ω为自春分点算起卫星轨道升交点n的赤道经度，ω为轨道近地点极角，τ为卫星过近地点时刻，可按下述步骤计算星下点轨迹：s122、通过解开普勒方程计算卫星在t时刻偏近点角e，其中，开普勒方程为：e－esine＝m
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(11)式中e为偏近点角，m为平近点角，都是从椭圆轨道的近地点开始起算，沿逆时针方向为正；s123、计算卫星真近点角f与纬度幅角u，计算公式为：u＝ω f
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(13)s124、计算星下点位置地理经纬度计算公式为：σ＝arcsin(sini*sinu)
ꢀꢀꢀ
(15)，λ为星下点经度，为星下点纬度，ω
e
为地球自转角速度，s
g0
为t0时刻格林尼治恒星时，为升交点赤经变化率。4.如权利要求1所述的一种基于高分系列卫星的协同观测方法，其特征在于，所述s1步骤中，所述卫星星下点经纬度计算模型计算过程为：特定时刻覆盖区的面积和边界直接取决于卫星此时距离地表的高度、星下点经纬度以及最小视角，其中，球冠的半中心角d决定了覆盖区面积的大小，球冠半中心角d的计算公式如下：d＝π/2
‑
γ
‑
arcsin(r/(r h)cosγ)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(16)其中，r为地球半径，h为卫星距地表高度，γ为最小视角，由此便可以确定覆盖区的面积，上式中：γ为最小视角；r为地球平均半径；h为卫星距地表的高度，为了确定覆盖区的边界，可以采用下面的计算公式：其中，为卫星星下点经度，λ
s
为卫星星下点纬度，λ为地理经度，为地理纬度。5.如权利要求1所述的一种基于高分系列卫星的协同观测方法，其特征在于，所述步骤s2中，高分卫星的选取范围为：高分一号到高分七号卫星。
6.如权利要求1所述的一种基于高分系列卫星的协同观测方法，其特征在于，所述步骤s3中，所述高分卫星相对应的观测产品为高分共性产品。7.如权利要求6所述的一种基于高分系列卫星的协同观测方法，其特征在于，所述高分共性产品包括：几何产品、辐射基础产品、土地覆盖/土地利用产品、能量平衡参量产品、植被参量产品、水分参量产品、大气参数产品。8.如权利要求1所述的一种基于高分系列卫星的协同观测方法，其特征在于，所述协同观测方法的软件部分基于卫星观测系统，所述卫星观测系统包括：用于搭载卫星观测模型并对卫星位置进行计算、预测卫星经过站点时间的卫星轨道预报模块，用于通知相关观测站点进行卫星协同观测、选定观测卫星的任务管理发布模块，用于对观测站点信息进行管理的站点管理模块。9.如权利要求8所述的一种基于高分系列卫星的协同观测方法，其特征在于，所述卫星观测系统还包括：用于存储历史数据的数据库。

技术总结
本发明提供了一种基于高分系列卫星的协同观测方法，包括以下步骤：S1、建立卫星观测模型；S2、任务管理发布模块选定观测的高分系列卫星；S3、卫星轨道预报模块分析与仿真预测遥感卫星区域覆盖，并结合所观测高分卫星相对应的观测产品，预测卫星经过站点的时间；S4、任务发布模块通过邮件或短信通知相关观测站点，在站点确认后进行协同观测。解决了对于高分系列卫星的协同观测技术，仍然存在观测效果不佳及协同不及时的问题，具有为45种共性产品的真实性检验奠定基础的优点。性检验奠定基础的优点。性检验奠定基础的优点。


技术研发人员：祁元 杨瑞 王宏伟 张金龙
受保护的技术使用者：中国科学院西北生态环境资源研究院
技术研发日：2021.08.18
技术公布日：2021/11/30