(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210860433.9 (22)申请日 2022.07.21 (71)申请人 北京空间飞行器总体设计 部 地址 100094 北京市海淀区友谊路104 号 (72)发明人 李宗凌　宋桂萍　张文萱　王世奇　 汪路元　栾申申　吴雨航　 (74)专利代理 机构 工业和信息化部电子专利中 心 11010 专利代理师 田卫平 (51)Int.Cl. G01S 13/90(2006.01) H04N 5/232(2006.01) H04N 7/18(2006.01) (54)发明名称 AIS引导SAR成像的在轨实时处理装置和方 法 (57)摘要 本发明提供了一种AIS引导SAR成像的在轨 实时处理装置和方法， 能够实现AIS引导星载SAR 载荷对所选择目标区域进行正侧视成像， 从而实 现远海船舶目标高分辨详查 成像监控。 本发明通 过实时接收AIS报文， 对报文进行匹配分析， 监测 观测区域内是否有感兴趣目标， 引导SAR载荷工 作， 从而实现对远海船舶目标高分辨详查成像监 控； 基于时敏舰船目标的AIS信息进行在轨实时 成像任务规划， 通过设计优化处理流程， 在轨引 导星上SAR载荷对选定舰船目标探测成像， 满足 在轨应用高实时、 高效率、 高可靠需求。 权利要求书2页 说明书5页 附图2页 CN 115421139 A 2022.12.02 CN 115421139 A 1.一种AIS引导SAR成像的在轨实时处理装置， 其特征在于， 包括AIS接收模块、 中央处 理器模块、 导航增强模块、 智能信息处理模块、 姿态轨道控制模块以载荷控制模块； 其中中 央处理器模块依据舰船AIS信息完成感兴趣目标的匹配选取后， 将确定的感兴趣舰船信息 发送给智能信息处理模块， 同时发指令让导航增强模块开始轨道外推； 导航增强模块接 收 到中央处理器模块的指令后， 完成指定起始 时间的轨道外推计算， 并将外推结果发送给智 能信息处理模块； 智能信息处理模块根据感兴趣舰船信息以及轨道外推数据， 计算得出成 像角度、 成像起始和结束时刻， 并将结果 发送给中央处理器模块； 中央处理器模块将成像角 度发送给姿态轨道控制模块， 姿态轨道控制模块依据接收到的参数完成卫星指 定侧摆角的 姿态调整； 中央处理器模块将成像角度、 成像起始和结束时刻发送给载荷 控制模块， 载荷控 制模块完成SAR载荷波 束指向的计算， 并控制SAR载荷完成 感兴趣目标的成像监视 。 2.如权利要求1所述的装置， 其特征在于， 所述导航增强模块完成10分钟的轨道外推计 算。 3.如权利 要求1或2所述的装置， 其特征在于， 中央处理器模块由FP GA实现， FPGA负责将 轨道外推数据和AIS引导信息收集并通过EMIFB总线发送给DSP进行成像参数计算； 智能信 息处理模块由D SP实现。 4.如权利要求3所述的装置， 其特征在于， 所述导航增强模块收到AIS数据后解析链路 层协议， 封装为PUS遥测协议包通过CA N总线发送至智能信息处理模块， 同时， 导航增强模块 发送指令开始进行轨道外推， 并将600s的轨道外推数据通过422总线转发至智能信息处理 模块， 受A IS和轨道外推数据包触发， 收到全部数据后开始执行航迹预测A IS引导算法， 若 数 据不完整或非法， 或者AIS结果已经发送， 则 智能信息处 理模块本次不再 执行AIS任务。 5.如权利 要求4所述的装置， 其特征在于， DSP收到数据包后首先HOLD定时器； 航迹预测 AIS引导算法根据AIS报文 时间、 触发时刻当前星上时间、 轨道外推起始时刻确定航迹规划 起始时刻和航迹规划弥补时差， 并根据航迹规划起始时刻和航迹规划弥补时差进 行最佳成 像时刻和对应的下视角计算， 输出成像时刻统一至星上时间轴； 若算法得到成像下视角不 在卫星机动范围内， 则本次规划失败； 若算法得到成像时刻小于90s， 则卫星无法按时机动 到位， 本次规划失败； 若算法得到成像时刻为90 ‑210s， 则立即发送数据， 执行载荷开机和机 动， 本次规划任务完成； 若算法得到成像时刻大于210s， 则DSP开启定时器， 进入等待动作； DSP定时器Inertial  CLK设置为1/8CP U CLK， 每拍计数8CP U时钟周期； 定时器每隔0.5s触发 定时器中断， 在定时器来中断临 时DSP获取当前星 上时间， 若当前时间距离最佳成像时刻在 210s内则立即发送数据， 执行载荷开机和机动， 本次规划任务完成； 若当前时间距离最佳成 像时刻在210s外， 则继续进入定时器G O模式等待。 6.一种AIS引导SA R成像的在轨实时处理方法， 其特征在于， 采用如权利 要求1‑5所述的 装置， 包括如下步骤： 步骤1、 通过AIS接收模块接收处理、 提取船舶AIS设备发射的AIS信号， 实时解析AIS报 文； 步骤2、 中央处理器模块依据待选目标位置ID信息从AIS接收模块信息中筛选出目标信 息， 发送给智能信息处 理模块， 并给导 航增强模块发送轨道外推信息指令； 步骤3、 导航增强模块接受到指令后， 通过中央处理模块转发给智能信息处理模块指定 时间的轨道外推数据；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115421139 A 2步骤4、 智能信 息处理模块接收到目标信 息和轨道外推数据后进行成像可行性分析、 成 像下视角和时刻计算并将其发送至中央处 理器模块； 步骤5、 中央处理器模块根据收到的成像时刻与当前星时进行比较， 进行成像可行性分 析， 如果规划的成像时刻比当前星时小90秒， 成像不可行， 中止后续操作， 此次规划结束； 如 果规划的成像时刻比当前星时大90秒小210秒， 则决将成像下视角和时刻发送给载荷控制 模块； 如果规划的成像时刻比当前星时大210秒， 则继续规划， 直到规划的成像时刻与当前 星时的差在90秒～ 210秒之间， 此次规划结束。 步骤6、 载荷控制模块 根据成像下视角和时刻选择波 束参数完成载荷成像控制。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115421139 A 3