一种基于任务授权的遥感卫星星端协同应用方法及系统与流程

本发明属于遥感卫星应用，尤其涉及一种基于任务授权的遥感卫星星端协同应用方法及系统。

背景技术：

1、遥感卫星应用需要经过提出需求，进行任务筹划，生成卫星指令，经测控上行，控制卫星实施观测，下传卫星观测数据，进行数据接收、处理和信息分发等过程。现有遥感卫星系统由卫星使用单位进行管理，传统方法上，普通用户使用遥感卫星，需要向卫星使用单位提出需求，经卫星使用单位进行需求受理、任务筹划，安排遥感卫星进行观测，地面系统获取观测数据后进行处理，将处理后的信息分发至用户，存在用户需求受理不统一、数据获取环节多、任务响应时效慢等问题，极大制约了遥感卫星面向普通用户的应用，难以实现遥感卫星资源面向海量用户的常态化、自动化应用服务，在星端协同应用的准确性、时效性和可靠性上难以满足用户需求。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明提出一种基于任务授权的遥感卫星星端协同应用方案。

2、本发明第一方面提出一种基于任务授权的遥感卫星星端协同应用方法。所述方法基于遥感卫星星端协同应用系统来提供遥感卫星星端协同应用服务，所述遥感卫星星端协同应用系统包括遥感卫星、中心节点和应用端；其中：

3、所述遥感卫星包括星上任务规划单元、星上智能处理单元、星上信息分发单元、星上北斗通信单元和星上遥感探测单元；所述中心节点包括调度系统和服务系统；所述应用端包括北斗收发模块、信息接收模块和综合处理模块；

4、所述方法包括：

5、步骤s1、用户通过所述应用端获取所述遥感卫星的运行状态，根据任务需要向所述中心节点提出所述遥感卫星的使用授权申请p0；

6、步骤s2、所述中心节点受理所述使用授权申请p0，计算所述遥感卫星对所述应用端的授权使用时间，生成所述遥感卫星的授权任务计划p1和所述应用端的授权使用卫星计划p2；

7、步骤s3、所述遥感卫星接收到所述中心节点发送的所述授权任务计划p1，生成星端协同应用任务计划p3，并向所述中心节点反馈；

8、步骤s4、所述应用端接收到所述中心节点发送的所述授权使用卫星计划p2，并提出授权卫星观测需求ti，发送至被授权遥感卫星；

9、步骤s5、所述被授权遥感卫星接收所述应用端发送的卫星观测需求ti，生成观测任务并实施卫星观测，同时进行在轨信息处理，并将星上处理信息与所述星端协同应用任务计划p3分发至所述应用端；

10、步骤s6、所述应用端接收所述被授权遥感卫星发送的星上处理信息，完成观测需求闭环，向所述中心节点反馈所述应用端对所述遥感卫星的所述授权使用计划p2完成情况。

11、根据本发明第一方面的方法，在所述步骤s1中，所述遥感卫星的使用授权申请p0记为：p0＝(u0,u1,u2,u3,u4,u5)，其中：u0为用户提出的遥感卫星使用授权申请标识编码；u1为用户标识编码；u2为用户使用的应用端标识编码；u3为用户使用的所述应用端所在地理位置的地表网格编码；u4为遥感卫星标识编码；u5为用户提出的遥感卫星使用时间要求。

12、根据本发明第一方面的方法，在所述步骤s2中：

13、所述中心节点收到所述用户通过所述应用端提交的所述使用授权申请p0后，根据所述用户使用的所述应用端所在地表网格编码，计算得到所述应用端的地理经纬度坐标；

14、根据遥感卫星标识编码读取遥感卫星轨道数据和运行状态数据，计算得到所述遥感卫星对所述应用端的授权使用时间，生成所述遥感卫星的授权任务计划p1，记为：p1＝(v0,v1,v2,v3,v4,v5)；

15、其中：v0为所述中心节点生成的所述遥感卫星的授权任务计划标识编码；v1为授权用户标识编码；v2为授权用户使用的应用端标识编码；v3为授权用户使用的所述应用端所在地理位置的地表网格编码；v4为被授权遥感卫星标识编码；v5为所述中心节点分配的遥感卫星授权使用时间要求；

16、所述遥感卫星的授权任务计划p1满足所述遥感卫星的使用授权申请p0中要求，则p1和p0满足以下关系：v1＝u1；v2＝u2；v3＝u3；v4＝u4；v5≥u5；同时，所述中心节点向所述用户发送所述应用端的所述授权使用卫星计划p2，记为：p2＝(w0,w1,w2,w3,w4,w5)；

17、其中：w0为所述中心节点生成的所述应用端的授权使用卫星计划标识编码；w1为用户标识编码；w2为用户使用的应用端标识编码；w3为用户使用的所述应用端所在地理位置的地表网格编码；w4为被授权使用的遥感卫星标识编码；w5为所述中心节点分配的遥感卫星授权用户的使用时间要求；

18、所述应用端的授权使用卫星计划p2与所述遥感卫星的授权任务计划p1满足星端匹配要求，则p2和p1满足以下关系：w1＝v1；w2＝v2；w3＝v3；w4＝v4。

19、根据本发明第一方面的方法，在所述步骤s3中：

20、所述遥感卫星在收到所述中心节点发送的所述授权任务计划p1后，所述星上任务规划单元经解析并计算得到所述应用端的地理经纬度坐标和所述中心节点分配的遥感卫星授权使用时间要求；

21、结合卫星轨道数据和运行状态数据，计算得到所述遥感卫星对所述应用端的授权使用时间，生成所述星端协同应用任务计划p3，记为：p3＝(x0,x1,x2,x3,x4,x5,x6)；

22、其中：x0为所述遥感卫星生成的星端协同应用任务计划标识编码；x1为用户标识编码；x2为用户使用的应用端标识编码；x3为用户使用的所述应用端所在地理位置的地表网格编码；x4为遥感卫星标识编码；x5为所述中心节点分配的遥感卫星授权使用时间要求；x6为所述遥感卫星对所述应用端的授权使用时间；

23、所述星端协同应用任务计划p3满足所述中心节点发送的所述授权任务计划p1中的要求，则p3和p1满足以下关系：x1＝v1；x2＝v2；x3＝v3；x4＝v4；x5＝v5。

24、根据本发明第一方面的方法，在所述步骤s4中：

25、所述应用端根据所述授权使用卫星计划p2，在授权使用的w5时间内，结合被授权遥感卫星的轨道等数据，提出所述授权卫星观测需求ti，记为：ti＝(y0,y1,y2,y3,y4,y5,y6)i；

26、其中：y0为所述应用端生成的授权卫星观测需求标识编码；y1为用户标识编码；y2为用户使用的应用端标识编码；y3为用户使用的所述应用端所在地理位置的地表网格编码；y4为被授权使用的遥感卫星标识编码；y5为遥感卫星授权用户的使用时间要求；y6为用户提出的需要遥感卫星观测的区域对应的地表网格编码；

27、被授权遥感卫星正确处理授权卫星观测需求ti，满足：y1＝w1；y2＝w2；y3＝w3；y4＝w4；y5＝w5。

28、根据本发明第一方面的方法，在所述步骤s5中，所述遥感卫星根据所述星端协同应用任务计划p3，对接收到的所述卫星观测需求ti进行相关授权信息比对，若同时满足：x1＝y1；x2＝y2；x3＝y3；x4＝y4；x5≥y5；则所述星上任务规划单元根据用户提出的y6，通过解析计算得到观测区域经纬度，并控制所述遥感卫星对观测区域进行探测，获取观测数据后进行星上处理，将星上处理信息与所述星端协同应用任务计划p3，在x6时间内进行信息分发。

29、根据本发明第一方面的方法，在所述步骤s6中，所述应用端根据所述授权卫星观测需求ti，对接收到的被授权遥感卫星发送的星上处理信息进行综合处理，以生成信息产品，若满足用户使用需求，则对所述授权卫星观测需求ti进行需求闭环，若不满足用户使用需求，则在授权使用的w5时间内，用户按照步骤s4和s5提出观测需求，并向所述中心节点反馈所述应用端对所述遥感卫星的授权使用计划p2完成情况。

30、本发明第二方面提出一种基于任务授权的遥感卫星星端协同应用系统。所述遥感卫星星端协同应用系统包括遥感卫星、中心节点和应用端；所述遥感卫星包括星上任务规划单元、星上智能处理单元、星上信息分发单元、星上北斗通信单元和星上遥感探测单元；所述中心节点包括调度系统和服务系统；所述应用端包括北斗收发模块、信息接收模块和综合处理模块；其中：

31、用户通过所述应用端获取所述遥感卫星的运行状态，根据任务需要向所述中心节点提出所述遥感卫星的使用授权申请p0；

32、所述中心节点受理所述使用授权申请p0，计算所述遥感卫星对所述应用端的授权使用时间，生成所述遥感卫星的授权任务计划p1和所述应用端的授权使用卫星计划p2；

33、所述遥感卫星接收到所述中心节点发送的所述授权任务计划p1，生成星端协同应用任务计划p3，并向所述中心节点反馈；

34、所述应用端接收到所述中心节点发送的所述授权使用卫星计划p2，并提出授权卫星观测需求ti，发送至被授权遥感卫星；

35、所述被授权遥感卫星接收所述应用端发送的卫星观测需求ti，生成观测任务并实施卫星观测，同时进行在轨信息处理，并将星上处理信息与所述星端协同应用任务计划p3分发至所述应用端；

36、所述应用端接收所述被授权遥感卫星发送的星上处理信息，完成观测需求闭环，向所述中心节点反馈所述应用端对所述遥感卫星的所述授权使用计划p2完成情况。

37、根据本发明第二方面的系统，所述遥感卫星的使用授权申请p0记为：p0＝(u0,u1,u2,u3,u4,u5)，其中：u0为用户提出的遥感卫星使用授权申请标识编码；u1为用户标识编码；u2为用户使用的应用端标识编码；u3为用户使用的所述应用端所在地理位置的地表网格编码；u4为遥感卫星标识编码；u5为用户提出的遥感卫星使用时间要求。

38、根据本发明第二方面的系统：

39、所述中心节点收到所述用户通过所述应用端提交的所述使用授权申请p0后，根据所述用户使用的所述应用端所在地表网格编码，计算得到所述应用端的地理经纬度坐标；

40、根据遥感卫星标识编码读取遥感卫星轨道数据和运行状态数据，计算得到所述遥感卫星对所述应用端的授权使用时间，生成所述遥感卫星的授权任务计划p1，记为：p1＝(v0,v1,v2,v3,v4,v5)；

41、其中：v0为所述中心节点生成的所述遥感卫星的授权任务计划标识编码；v1为授权用户标识编码；v2为授权用户使用的应用端标识编码；v3为授权用户使用的所述应用端所在地理位置的地表网格编码；v4为被授权遥感卫星标识编码；v5为所述中心节点分配的遥感卫星授权使用时间要求；

42、所述遥感卫星的授权任务计划p1满足所述遥感卫星的使用授权申请p0中要求，则p1和p0满足以下关系：v1＝u1；v2＝u2；v3＝u3；v4＝u4；v5≥u5；同时，所述中心节点向所述用户发送所述应用端的所述授权使用卫星计划p2，记为：p2＝(w0,w1,w2,w3,w4,w5)；

43、其中：w0为所述中心节点生成的所述应用端的授权使用卫星计划标识编码；w1为用户标识编码；w2为用户使用的应用端标识编码；w3为用户使用的所述应用端所在地理位置的地表网格编码；w4为被授权使用的遥感卫星标识编码；w5为所述中心节点分配的遥感卫星授权用户的使用时间要求；

44、所述应用端的授权使用卫星计划p2与所述遥感卫星的授权任务计划p1满足星端匹配要求，则p2和p1满足以下关系：w1＝v1；w2＝v2；w3＝v3；w4＝v4。

45、根据本发明第二方面的系统：

46、所述遥感卫星在收到所述中心节点发送的所述授权任务计划p1后，所述星上任务规划单元经解析并计算得到所述应用端的地理经纬度坐标和所述中心节点分配的遥感卫星授权使用时间要求；

47、结合卫星轨道数据和运行状态数据，计算得到所述遥感卫星对所述应用端的授权使用时间，生成所述星端协同应用任务计划p3，记为：p3＝(x0,x1,x2,x3,x4,x5,x6)；

48、其中：x0为所述遥感卫星生成的星端协同应用任务计划标识编码；x1为用户标识编码；x2为用户使用的应用端标识编码；x3为用户使用的所述应用端所在地理位置的地表网格编码；x4为遥感卫星标识编码；x5为所述中心节点分配的遥感卫星授权使用时间要求；x6为所述遥感卫星对所述应用端的授权使用时间；

49、所述星端协同应用任务计划p3满足所述中心节点发送的所述授权任务计划p1中的要求，则p3和p1满足以下关系：x1＝v1；x2＝v2；x3＝v3；x4＝v4；x5＝v5。

50、根据本发明第二方面的系统：

51、所述应用端根据所述授权使用卫星计划p2，在授权使用的w5时间内，结合被授权遥感卫星的轨道等数据，提出所述授权卫星观测需求ti，记为：ti＝(y0,y1,y2,y3,y4,y5,y6)i；

52、其中：y0为所述应用端生成的授权卫星观测需求标识编码；y1为用户标识编码；y2为用户使用的应用端标识编码；y3为用户使用的所述应用端所在地理位置的地表网格编码；y4为被授权使用的遥感卫星标识编码；y5为遥感卫星授权用户的使用时间要求；y6为用户提出的需要遥感卫星观测的区域对应的地表网格编码；

53、被授权遥感卫星正确处理授权卫星观测需求ti，满足：y1＝w1；y2＝w2；y3＝w3；y4＝w4；y5＝w5。

54、根据本发明第二方面的系统，所述遥感卫星根据所述星端协同应用任务计划p3，对接收到的所述卫星观测需求ti进行相关授权信息比对，若同时满足：x1＝y1；x2＝y2；x3＝y3；x4＝y4；x5≥y5；则所述星上任务规划单元根据用户提出的y6，通过解析计算得到观测区域经纬度，并控制所述遥感卫星对观测区域进行探测，获取观测数据后进行星上处理，将星上处理信息与所述星端协同应用任务计划p3，在x6时间内进行信息分发。

55、根据本发明第二方面的系统，所述应用端根据所述授权卫星观测需求ti，对接收到的被授权遥感卫星发送的星上处理信息进行综合处理，以生成信息产品，若满足用户使用需求，则对所述授权卫星观测需求ti进行需求闭环，若不满足用户使用需求，则在授权使用的w5时间内，用户按照步骤s4和s5提出观测需求，并向所述中心节点反馈所述应用端对所述遥感卫星的授权使用计划p2完成情况。

56、本发明第三方面公开了一种电子设备。电子设备包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，处理器执行计算机程序时，实现本公开第一方面的一种基于任务授权的遥感卫星星端协同应用方法。

57、本发明第四方面公开了一种计算机可读存储介质。计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，实现本公开第一方面的一种基于任务授权的遥感卫星星端协同应用方法。

58、综上，本发明提供的一种基于任务授权的遥感卫星星端协同应用方法及系统，明确了遥感卫星星端协同应用的方法步骤、系统组成等内容，实现了基于任务授权的遥感卫星星端协同应用。与当前遥感卫星发射入轨后，在地面系统通过需求受理、任务筹划、数据处理、信息分发等方式实现用户使用遥感卫星的方式相比，本发明具有便捷性、灵敏性、可扩展性等特点，可由用户通过应用端直接使用遥感卫星进行观测，实现星端协同应用，有效减少中间环节，提高用户需求响应时效，符合使用安全性要求，实现遥感卫星面向不同用户需求的常态化、自动化运行，显著提高遥感卫星面向用户的应用准确性、时效性和可靠性。