一种星载伪火点剔除在轨实现方法与流程

1.本发明涉及一种星载伪火点剔除在轨实现方法，属于火点监测技术领域。


背景技术：

2.陆地生态系统碳监测(简称cm-1)卫星主要任务是完成森林三维测量，反演生物量、森林蓄积量和森林碳汇数据等。cm-1卫星搭载了火场检测敏感器，用于探测森林火灾中的地表火和树冠火，输出火灾位置、面积等特征信息，并通过北斗短报文系统及时发送到地面，接入地面的应急信息处理系统，引导地面森林消防等应急管理部门及时处置。
3.但地球表面有很多例如火山口、大型化工厂等固定火点，火场检测敏感器会将这些固定火点当做火场信息进行输出，这样的误报信息会影响为用户提供的火场信息的有效性，并导致地面森林消防人员的资源浪费。


技术实现要素：

4.本发明解决的技术问题是：针对现有火点检测敏感器伪火点剔除能力的不足，提出一种星载伪火点剔除在轨实现方法，通过上注已知伪火点信息，快速便捷地剔除伪火点信息，避免系统误报火点信息。
5.本发明解决技术的方案是：
6.一种星载伪火点剔除在轨实现方法，包括：
7.根据星上的火点敏感器输出的火点时刻、火点敏感器中心点指向地面火点的位置矢量和地心指向卫星质心的位置矢量，通过星载计算机计算火点的地理经纬度信息并输出火电信息；
8.在轨上注固定的伪火点火场信息，通过比对星上火点和伪火点的经纬度，剔除星载计算机输出的火点信息中的伪火点信息。
9.进一步的，基于地心指向卫星质心的位置矢量以及火点敏感器中心点指向地面火点的位置矢量，在j2000惯性坐标系下构建地心指向地面火点的位置矢量为：
[0010][0011]
为j2000惯性坐标系下从火点敏感器中心点指向地面火点的位置矢量；
[0012]
是地心指向卫星质心的位置矢量，其中，x_fire为卫星在j2000惯性坐标系下x轴方向的坐标，y_fire为卫星在j2000惯性坐标系下y轴方向的坐标，z_fire为卫星在j2000惯性坐标系下z轴方向的坐标。
[0013]
进一步的，火点的地理经度l
n84
、地理纬度δ
n84
为：
[0014]
地理纬度δ
n84
＝mod(δ
n84’,π)，δ
n84’＝arctan(tan(δ
n84*
)/(1-fe)2)；
[0015]
地理经度l
n84
＝mod(l
n84’,π)，l
n84’＝arctan2(y
n84
/r
n84
,x
n84
/r
n84
)；
[0016]
其中，x1、y1、z1、x
n84
、y
n84
、z
n84
、r
n84
、δ
n84*
均为中间变量，fe为常数，mod函数将角度l
n84’和δ
n84’通过加或减2π使得其限幅到正负π/2范围内输出。
[0017]
进一步的，设计固定的伪火点火场信息包括：有效的伪火点个数num_faultfire、伪火点目标经度l_faultfire[1]～l_faultfire[100]、伪火点目标纬度δ_faultfire[1]～δ_faultfire[100]、伪火点外括经度δl_faultfire[1]～δl_faultfire[100]、伪火点外括纬度δδ_faultfire[1]～δδ_faultfire[100]。
[0018]
进一步的，通过以下步骤剔除伪火点信息：
[0019]
将火点的经纬度信息l
fire
[i]、δ
fire
[i]与注入的伪火点信息进行比对：
[0020]
j＝0，j《num_faultfire，j ；
[0021]
判断火点经度l
fire
[i]是否处于第j个固定伪火点区域的经度范围(l_faultfire[j]-δl_faultfire[j]，l_faultfire[j] δl_faultfire[j])内，判断火点纬度δ
fire
[i]是否处于第j个固定伪火点区域的纬度范围(δ_faultfire[j]-δδ_faultfire[j]，δ_faultfire[j] δδ_faultfire[j])内，若二者均处于该范围内，则将伪火点标志f_faultfire[i]＝1；则判定该火点为伪火点，星上输出地面火点信息时将该火点剔除。
[0022]
进一步的，
[0023]
进一步的，c
pn_fire
为岁差章动矩阵。
[0024]
进一步的，
[0025]
进一步的，δ
n84*
＝arcsin(z
n84
/r
n84
)。
[0026]
进一步的，x
n84
＝cos(λ
g_fire
)x1 sin(λ
g_fire
)y1；
[0027]yn84
＝-sin(λ
g_fire
)x1 cos(λ
g_fire
)y1；其中λ
g_fire
为格林尼治恒星时角。
[0028]
本发明与现有技术相比的有益效果是：
[0029]
(1)本发明不需要将火点图像下传至地面，再通过查询固定伪火点来剔除伪火点，直接降低系统伪火点误报风险，增加敏感器产品实用性；
[0030]
(2)本发明通过上注已知伪火点信息便可以剔除该伪火点，计算效率高，存储量小，便于星上计算实现；
[0031]
(3)本发明通过注入可以实现随时增加或删除已知固定伪火点信息，方便快捷。
附图说明
[0032]
图1为本发明实现流程图。
具体实施方式
[0033]
下面结合实施例对本发明作进一步阐述。
[0034]
本发明提出了一种星载伪火点剔除在轨实现方法，如图1所示，包括如下步骤：
[0035]
1、根据地心指向地面火点的位置矢量，获得火点的地理经纬度信息：
[0036]
敏感器输出为火点时刻t_fire、火点敏感器中心点指向地面火点的位置矢量、火点时刻t_fire时刻的卫星轨道位置[x_fire y_fire z_fire]
t
，如下表1：
[0037]
表1
[0038][0039]
根据地心指向地面火点的位置矢量获得火点的地理经度l
n84
、地理纬度δ
n84
。具体地：
[0040][0041]cpn_fire
为岁差章动矩阵；
[0042]
x
n84
＝cos(λ
g_fire
)x1 sin(λ
g_fire
)y1；
[0043]yn84
＝-sin(λ
g_fire
)x1 cos(λ
g_fire
)y1；
[0044]zn84
＝z1；
[0045][0046]
l
n84’＝arctan2(y
n84
/r
n84
,x
n84
/r
n84
)；
[0047]
δ
n84*
＝arcsin(z
n84
/r
n84
)；
[0048][0049]
δ
n84’＝arctan(tan(δ
n84*
)/(1-fe)2)；
[0050]
l
n84
＝mod(l
n84’,π)；δ
n84
＝mod(δ
n84’,π)；
[0051]
其中，x1、y1、z1、x
n84
、y
n84
、z
n84
、r
n84
、δ
n84*
均为中间变量，λ
g_fire
为格林尼治恒星时角，fe为常数，mod函数将角度l
n84’和δ
n84’通过加或减2π使得其限幅到正负π/2范围内输出。
[0052]
本实施例中，设定火点检测敏感器输出火点时刻t_fire＝1000.125、从火点敏感器中心点指向地面火点的位置矢量器中心点指向地面火点的位置矢量地心指向卫星质心的位置矢量为
[0053]
地心指向地面火点的位置矢量在j2000惯性坐标系的表示为
[0054]
根据地心指向火点的位置矢量获得火点的地理经度1.5885013022905383(rad)和地理纬度-0.84248603778896980(rad)。
[0055]
2、设计“伪火点参数块”，具体格式如表2：
[0056]
表2伪火点参数块
[0057][0058][0059]
注入数据块由地面发送到卫星数管分系统，再由卫星数管分系统通过1553b总线发送到星载计算机执行。
[0060]
本实施例中，伪火点注入块内参数如下伪火点个数num_faultfire＝1、伪火点目标经度l_faultfire[1]＝1.5、伪火点目标纬度δ_faultfire[1]＝0.8、伪火点外括经度δl_faultfire[1]＝0.1、伪火点外括纬度δδ_faultfire[1]＝0.1：
[0061]
3、剔除伪火点的步骤如下：
[0062]
可判断出火点地理经度1.5885013022905383(rad)和地理纬度-0.84248603778896980(rad)处于注入块内固定伪火点区域的经、纬度范(l_faultfire[1]-δl_faultfire[1]＝1.4，l_faultfire[1] δl_faultfire[1]＝1.6)和(δ_faultfire[1]-δδ_faultfire[1]＝0.7，δ_faultfire[1] δδ_faultfire[1]＝0.9)内，因此将该火点的伪火点标志f_faultfire[1]立为1，星载计算机打包火点信息的遥测时剔除伪火点标志为1的火点信息。
[0063]
本发明不需要将火点图像下传至地面，再通过查询固定伪火点来剔除伪火点，直接降低系统伪火点误报风险，增加敏感器产品实用性；
[0064]
本发明通过上注已知伪火点信息便可以剔除该伪火点，计算效率高，存储量小，便于星上计算实现；
[0065]
本发明通过注入可以实现随时增加或删除已知固定伪火点信息，方便快捷。
[0066]
本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发
明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。