基于全球网格的卫星数据分景方法、装置、设备及介质

本发明涉及卫星遥感数据预处理，尤其涉及一种基于全球网格的卫星数据分景方法、装置、设备及介质。

背景技术：

1、差分干涉sar（合成孔径雷达）卫星一次成像对应地面一个条带的数据，提供给用户的卫星数据产品一般是以近似方形的一景为单位。因此，卫星数据在地面预处理时，需要对一个条带的数据进行分景，然后以景为单位进行数据处理，生成各级产品，同时对分景数据进行编目，方便数据的查询检索。

2、现有差分干涉sar卫星采用的基于数据的分景方法对拍摄任务的规划比较敏感，分景结果与任务规划的卫星开关机时间息息相关。当差分干涉sar卫星在重复轨道拍摄同一区域时，任务规划的开关机时间不一致会导致逻辑分景的结果不一致，影像数据覆盖难以完全重叠，在多次重复拍摄的极端情况下，甚至完全无法重叠，严重影响差分干涉sar的应用效果。

3、现有光学卫星采用的基于地球网格系统分景方法是基于星下点成像的基本约束条件下实施的。而差分干涉sar卫星的成像模式和波位较多，一般会有几十甚至上百个波位，每个波位的成像区域与卫星星下点位置偏离甚远，以星下点成像为约束的地球网格系统难以满足差分干涉sar卫星数据的分景要求。

技术实现思路

1、鉴于上述问题，本发明提供了一种基于全球网格的卫星数据分景方法、装置、设备及介质。

2、根据本发明的第一个方面，提供了一种基于全球网格的卫星数据分景方法，包括：根据卫星轨道参数生成卫星星下点的全球参考网格模型；基于全球参考网格模型建立卫星星下点的地理位置坐标与全球参考网格模型的path-row之间的第一转换模型，其中，path表示全球参考网格模型中沿地球表面的纬线方向，row表示沿着地球表面的经线方向；根据卫星波位参数生成卫星位置与卫星成像区域的几何成像模型；利用几何成像模型建立每个波位参数下的卫星成像区域全球网格；根据待分景卫星数据的波位参数确定与待分景卫星数据对应的卫星成像区域全球网格；基于待分景卫星数据对应的卫星成像区域全球网格，根据第一转换模型计算待分景卫星数据在成像起始时刻和成像终止时刻对应的path-row；基于path-row，根据几何成像模型计算待分景卫星数据的景元数据信息，生成景元数据文件。

3、根据本发明的实施例，基于全球参考网格模型建立卫星星下点的地理位置坐标与全球参考网格模型的path-row之间的第一转换模型的计算方式为：

4、

5、

6、其中，表示从path-row到标称景中心时刻卫星星下点经纬度的正向转换模型，表示从标称景中心时刻卫星星下点经纬度到path-row的后向转换模型，表示标称景中心时刻卫星星下点地理经度，表示标称景中心时刻卫星星下点地理纬度，path表示标称景的条带号，row表示标称景的行编号， f fw表示正向转换函数， f bw表示反向转换函数。

7、根据本发明的实施例，根据卫星波位参数生成卫星位置与卫星成像区域的几何成像模型包括：获取卫星的天线中心视角、距离向波束宽度和卫星姿态角；根据天线中心视角、距离向波束宽度和卫星姿态角，生成卫星位置与卫星成像区域的几何成像模型。

8、根据本发明的实施例，根据卫星波位参数生成卫星位置与卫星成像区域的几何成像模型还包括：

9、基于几何成像模型，建立卫星位置的地理坐标与卫星成像区域的地理坐标的第二转换模型，其中，第二转换模型的计算方式为：

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11、

12、其中，表示卫星位置、卫星时间与卫星成像点地理坐标经纬度之间的关系，表示卫星成像点地理坐标经纬度与卫星位置、卫星时间之间的关系，表示卫星成像点地理经度，表示卫星成像点地理纬度，表示卫星位置和速度矢量，表示卫星时间，表示地理位置的转换函数，表示路线位置的转换函数。

13、根据本发明的实施例，利用几何成像模型建立每个波位参数下的卫星成像区域全球网格包括：利用几何成像模型计算每个path-row对应卫星成像区域的四角点地理坐标经纬度；基于四角点地理坐标经纬度建立每个波位参数下的卫星成像区域全球网格；对卫星成像区域全球网格做格式转换处理，得到矢量格式文件。

14、根据本发明的实施例，基于path-row，根据几何成像模型计算待分景卫星数据的景元数据信息，生成景元数据文件包括：定义起始时刻对应的path为待分景卫星数据的path；根据path-row查找每景待分景卫星数据的四角点地理坐标经纬度；基于每景待分景卫星数据的四角点地理坐标经纬度，根据几何成像模型计算每景待分景卫星数据对应的卫星方位起始时刻和终止时刻；基于卫星方位起始时刻和终止时刻，计算待分景卫星数据的景元数据信息，生成景元数据文件。

15、根据本发明的实施例，根据卫星轨道参数生成卫星星下点的全球参考网格模型包括：获取卫星的回归周期天数、一个回归周期内的轨道圈数、轨道倾角和分景幅宽；基于回归周期天数、一个回归周期内的轨道圈数、轨道倾角和分景幅宽，生成卫星星下点的全球参考网格模型。

16、本发明的第二方面提供了一种基于全球网格的卫星数据分景装置，包括：第一生成模块，用于根据卫星轨道参数生成卫星星下点的全球参考网格模型；第一建立模块，用于基于全球参考网格模型建立卫星星下点的地理位置坐标与全球参考网格模型的path-row之间的第一转换模型，其中，path表示全球参考网格模型中沿地球表面的纬线方向，row表示沿着地球表面的经线方向；第二生成模块，用于根据卫星波位参数生成卫星位置与卫星成像区域的几何成像模型；第二建立模块，用于利用几何成像模型建立每个波位参数下的卫星成像区域全球网格；确定模块，用于根据待分景卫星数据的波位参数确定与待分景卫星数据对应的卫星成像区域全球网格；第一计算模块，用于基于待分景卫星数据对应的卫星成像区域全球网格，根据第一转换模型计算待分景卫星数据在成像起始时刻和终止时刻对应的path-row；第二计算模块，用于基于path-row，根据几何成像模型计算待分景卫星数据的景元数据信息，生成景元数据文件。

17、本发明的第三方面提供了一种电子设备，包括：一个或多个处理器；存储器，用于存储一个或多个程序，其中，当一个或多个程序被一个或多个处理器执行时，使得一个或多个处理器执行上述方法。

18、本发明的第四方面还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有可执行指令，该指令被处理器执行时使处理器执行上述方法。

19、根据本发明提供的基于全球网格的卫星数据分景方法、装置、设备及介质，通过根据卫星成像模式和波位参数构建成像区域的全球参考网格，并基于全球参考网格来实现sar卫星数据的逻辑分景，使得sar卫星拍摄的数据能够划分在固定的地理坐标位置范围内，一方面保证了单个卫星在重复轨道拍摄的数据能够具有较高的重叠度；另一方面，确保了相同轨道参数的编队卫星拍摄的数据也能够具有较高的重叠度。