基于傳感器特性不規則區域瞬時覆蓋分析

王飛龍，楊紀偉，牛威，趙樹立，陳霞

（1.中科星圖（西安）測控技術有限公司，陜西西安，710100；2.中國電子科技集團公司第五十四研究所，河北石家莊，050081）

0 引言

不規則區域瞬時覆蓋分析對于衛星任務規劃和星座設計等都具有非常重要的意義。瞬時覆蓋分析的主要任務是計算在給定的時刻單顆或者多顆衛星對不規則區域的覆蓋率和覆蓋重數等指標[1]。目前區域瞬時覆蓋分析有解析法[2]、網格點法[3-5]和基于幾何拓撲運算的方法。

解析法[6]基于衛星與地球的幾何關系直接得到覆蓋面積計算的解析公式，這種方法只適于單顆衛星覆蓋性能分析，且待分析區域必須包含衛星覆蓋范圍[1]。

目前最常用的是網格點法[3]，其易于實現、應用廣泛，且可以避免重合覆蓋區域的多次統計，但如果需要高精度的覆蓋分析需要加密格網，造成計算機資源消耗大，空間復雜度和時間復雜度顯著提高的問題。

王榮峰[1]、白萌[6]和吳曉洋[7]等均已實現了基于幾何拓撲關系運算的方法。但是王榮峰[1]和白萌[6]沒有充分考慮衛星的姿態和星載傳感器的特性，后者沒有考慮多重覆蓋的情況，且采用基于STK 軟件[12]進行了實現；吳曉洋[7]等對網格法和基于幾何拓撲關系法進行了描述和實現，但沒有實現對區域的多重覆蓋分析，且同樣沒有考慮衛星的姿態和星載傳感器特性。

針對以上的現況和問題，本文在實現的過程中考慮了衛星的軌道、姿態、星載傳感器的安裝位置、指向、視場和載荷類型等傳感器特性信息，采用基于幾何拓撲關系運算的方法實現了傳感器對不規則區域的瞬時覆蓋分析。……