卫星操作和卫星状态数据处理的制作方法

背景技术：

1、在合成孔径雷达(sar)成像领域中，特别地但不排他地使用小卫星，用于图像的精确计划、采集和处理的基本处理是所讨论的卫星的轨道确定(od)。

2、od的处理可以产生卫星位置和速度的准确历史值，以及未来的预测值。od在卫星操作领域中是公知的，并且通常可以被描述为对观测和轨道动态方程进行积分以估计卫星的位置和速度的过滤方法。换句话说，卫星的状态变量(位置和速度)是基于观测到的测量数据或“原始”数据以及形成卫星移动的动态模型的轨道动态方程来估计的。od处理工具通常称为过滤器，而输出称为过滤数据。

3、为了实现od，卫星可以使用机载全球导航卫星系统(gnss)接收机来定期地对位置、速度和时间(星历状态向量)进行测量，并且这些可以在“通过”地面站天线期间被下行链路传输。由于该系统的性质，这些测量可能包含异常，并且通常使用od工具在所谓的过滤处理中进行处理以实现期望的精度。这样的异常可能例如由于遥测数据的丢失、无效的gps指示(或其他位置指示符)，或由于gnss接收机的临时损坏而出现，该损坏可能例如由太阳辐射引起。存在执行各种算法以产生过滤的历史和预测的未来轨道星历的od工具。

4、另外，卫星可以对所测量的原始状态向量数据的部分执行机载过滤。例如，卫星的机载处理系统可以过滤原始位置数据。该位置数据可以通过gps测量或其他合适的手段来收集。然后，该预过滤的数据成为下行链接到地面站天线的遥测数据的一部分。这可能导致由地面站天线估计状态向量的不确定性。

5、对于sar的一些用途，希望提高卫星在特定时间的放置或定位的精度。这对于图像的形成尤其重要，因为分辨率取决于卫星位置的精度。对于一些卫星监控应用，需要检测小于一米的移动的能力。

6、对于许多应用来说，将卫星保持在特定轨道中也是重要的，因此在卫星漂移的情况下需要知道其位置和/或状态。为了保持轨道，可能需要以规则的间隔进行操纵。还可能需要操纵卫星以避免例如与其它卫星或碎片的碰撞。这可能涉及暂时操纵卫星离开其轨道或调度操纵以避免碰撞。

7、卫星的操纵，例如保持特定位置和/或避免碰撞，有时被称为天体动力学。

8、下面描述的本发明的一些实施例针对这些问题中的一些。然而，本发明不限于这些问题的解决方案，并且本发明的一些实施例解决了其它问题。

技术实现思路

1、提供本技术实现要素：是为了以简化的形式介绍将在以下详细描述中进一步描述的一些概念。本概述不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于确定所要求保护的主题的范围。

2、在第一方面，提供了一种处理卫星状态数据的方法，该方法包括：经由一个或多个地面站以多个单独文件的形式接收卫星状态数据；将接收的卫星状态数据编译成可通过应用编程接口访问并可通过时间范围搜索的单个数据集。

3、在一些实施例中，卫星状态数据可以包括原始数据。

4、在一些实施例中，该方法可以进一步包括：在轨道确定处理中对原始卫星状态数据进行过滤以提供过滤的卫星状态数据，其中过滤可与对接收的卫星状态数据的编译并行地执行，且其中每一项过滤的卫星状态数据可对应于一项原始卫星状态数据。

5、在一些实施例中，该方法可以进一步包括：接收与卫星的一个或多个调度操纵相关的操纵数据，并将接收的操纵数据编译成可通过应用编程接口访问并可通过时间范围搜索的数据集。

6、在一些实施例中，操纵数据可用于过滤接收的原始卫星状态数据。

7、在另一方面，提供了一种处理卫星状态数据的方法，该方法包括：接收原始卫星状态数据；接收与卫星的一个或多个调度操纵相关的操纵数据；以及在轨道确定处理中对接收的原始卫星状态数据进行过滤以提供过滤的卫星状态数据，其中操纵数据用于对接收的原始卫星状态数据进行过滤。

8、在一些实施例中，接收原始卫星状态数据可以包括：经由一个或多个地面站接收多个单独文件形式的原始卫星状态数据；并且其中方法可以进一步包括：将接收的原始卫星状态数据编译成可通过应用编程接口访问并可通过时间范围搜索的单个数据集。

9、在另一方面，提供了一种调度卫星操纵的方法，方法包括：接收用于将卫星从当前轨道移动到新轨道的一个或多个计划操纵的参数，其中所述参数包括一个或多个计划操纵中的每一个的时间和持续时间；在卫星的未来轨道期间接收地球对太阳的日蚀时间；以及根据所确定的参数和日蚀时间来调度要进行的操纵。

10、在此描述的各方面可以被组合，或者与这些方面之一相关联的特征可以在一个或多个其他方面中实现。

11、在一些实施例中，该方法还可以包括将过滤的卫星状态数据插入到单个数据集中。

12、在一些实施例中，将过滤的卫星状态数据插入到单个数据集中可以包括：用相应的过滤的卫星状态数据重写数据集中的原始卫星状态数据。

13、在一些实施例中，过滤的卫星状态数据可以包括历史卫星状态数据。

14、在一些实施例中，历史卫星状态数据可以是与卫星的一个或多个历史状态向量相关联的实际数据。

15、在一些实施例中，过滤的卫星状态数据可以包括未来卫星状态数据。

16、在一些实施例中，未来卫星状态数据可以是基于被配置为预测卫星的未来状态向量的动态模型的推断数据。

17、在一些实施例中，该方法还可以包括将与卫星相关的元数据映射到卫星状态数据。

18、在一些实施例中，元数据可以包括以下各项中的一项或多项：与卫星的物理维度相关联的数据；卫星姿态数据；和/或卫星推力数据，其包括与卫星的历史和未来计划操纵相关联的信息。

19、在一些实施例中，该方法还可以包括提供用于过滤原始卫星状态数据的元数据。

20、在一些实施例中，接收的操纵数据可以包括以下各项中的一项或多项：操纵时间；推力持续时间；推力大小；推力方向；和/或推力比冲量，其针对一个或多个调度操纵中的每一个。

21、在一些实施例中，一个或多个调度操纵可以包括卫星的一个或多个未来调度操纵。

22、在一些实施例中，该方法还可以包括保持卫星移动的动态模型，其中与一个或多个未来调度操纵相关的数据用于更新动态模型。

23、在一些实施例中，从动态模型获得的卫星状态的估计可用于过滤接收的原始卫星状态数据。

24、在一些实施例中，卫星状态的估计可以包括卫星位置的估计。

25、在一些实施例中，卫星的估计可以包括卫星速度的估计。

26、在一些实施例中，该方法可以进一步包括：接收卫星已被命令执行一个或多个未来调度操纵之一的确认。

27、在一些实施例中，一个或多个调度操纵可以包括一个或多个历史操纵。

28、在一些实施例中，与卫星的一个或多个历史操纵相关的操纵数据可以包括以下各项中的一项或多项的测量数据：操纵时间、推力持续时间、推力大小、推力方向和/或推力比冲量，其针对卫星的一个或多个历史操纵中的每一个。

29、在一些实施例中，在调度操纵被调度执行之后，测量数据可用于确定是否执行了调度操纵。

30、在一些实施例中，该方法可以进一步包括：从过滤的卫星状态数据中去除与被确定为未被执行的操纵相关的数据。

31、在一些实施例中，操纵数据可以涉及一段时间上的操纵。

32、在一些实施例中，接收操纵数据可以涉及周期性地接收操纵数据。

33、在一些实施例中，接收的操纵数据可以涉及连续的时间段。

34、在一些实施例中，卫星状态数据可以包括卫星位置数据。

35、在一些实施例中，卫星状态数据可以包括卫星速度数据。

36、在一些实施例中，卫星状态数据可以包括星历状态向量数据。

37、在一些实施例中，可以在队列中接收卫星状态数据。

38、在一些实施例中，该方法可以进一步包括：将自前一时间间隔以来接收的卫星状态数据复制到工作目录中。

39、在一些实施例中，数据集可以存储在关系数据库中。

40、在一些实施例中，卫星状态数据可以作为卫星的每次通过的文件被接收，并且数据集中的数据可以在包括多次通过的时间段上是可搜索的。

41、在一些实施例中，调度卫星操纵可以进一步包括：调度操纵时间以避免在卫星暴露于太阳期间轨道的比例最大化。

42、在一些实施例中，要避免的轨道的比例可以是轨道的四分之一。

43、在一些实施例中，至少一个计划操纵的持续时间可以是包括围绕地球的卫星的至少两个轨道的时间段。

44、在一些实施例中，调度操纵可以包括至少两个子操纵。

45、在一些实施例中，每个子操纵可以被调度为在卫星的不同轨道期间执行。

46、在一些实施例中，至少一个计划操纵可以是使卫星返回到预定轨道的操纵。

47、在一些实施例中，至少一个计划操纵可以是避免碰撞的操纵。

48、在一些实施例中，调度卫星操纵可以进一步包括：确定一个或多个计划操纵的候选参数以将卫星从当前轨道移动到新轨道，其中参数可以包括一个或多个计划操纵中的每一个的候选时间和候选持续时间；将候选参数提供给避撞系统；基于每个候选参数集从避撞系统接收各自的碰撞概率；如果每个碰撞概率高于预定阈值，则确定用于一个或多个计划操纵的新的候选参数；以及重复为一个或多个计划操纵中的每一个确定候选参数的操作，直到相应碰撞概率中的至少一个低于预定阈值。

49、在一些实施例中，调度卫星操纵可以进一步包括：接收推进调度要求；以及根据推进调度要求调度要进行的操纵。

50、在另一方面，提供了一种操作卫星的方法，其中根据本文所述的方法调度卫星的操纵。

51、在另一方面，提供了一种操作卫星推进系统的方法，方法包括：基于与一个或多个未来调度操纵之一相关的操纵数据并且基于与所命令的操纵相关的操纵数据与卫星的轨道变化之间的假定关系来命令卫星的操纵；在根据命令执行所命令的操纵之后，接收与卫星的轨道相关联的卫星状态数据；以及基于接收的卫星状态数据确认或更新假定的关系，其中卫星的轨道在根据本文所述的方法的轨道确定处理中确定。

52、在另一方面，提供了一种处理sar图像数据的方法，该方法包括：接收在时间跨度期间采集的图像数据；接收根据本文所述的方法处理的卫星状态数据，其中接收的卫星状态数据对应于与接收的图像数据相关联的时间跨度；使用接收的卫星状态数据来估计或确定与卫星的位置估计相关联的地理位置误差；如果地理位置误差大于预定阈值，则在较大的时间跨度内请求卫星状态数据并重复地理位置误差的估计；以及仅在地理位置误差低于预定阈值的情况下将图像数据传递到堆栈以供进一步处理。

53、在另一方面，提供了一种被配置为执行本文所述方法的数据处理设备。

54、在另一方面，提供了一种被配置为执行本文所述方法的分布式计算系统。

55、在另一方面，提供了一种包括逻辑的计算机可读介质，逻辑在由计算机执行时使得计算机执行本文所述的方法。

56、在另一方面，提供了一种包括指令的计算机程序，指令在由计算机执行时使计算机执行本文所述的方法。

57、本发明的一些实施例提供了一种系统，该系统包括一个或多个计算系统，每个计算系统包括至少一个处理器和存储器，该系统被配置在此描述的任何方法或处理。

58、本发明的一些实施例还提供了一种包括例如算法形式的指令的计算机可读介质，当在形成卫星操作系统的一部分的计算系统中实现时，指令使系统执行这里描述的任何方法或处理。

59、本发明的不同方面和实施例的特征可以适当地组合，这对于本领域技术人员是显而易见的，并且可以与本发明的任何方面组合。