关于太阳耀斑观测的地图匹配算法实现

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1、航天返回与遥感第35卷第6期58SPACECRAFTRECOVERY&REMOTESENSING2014年12月关于太阳耀斑观测的地图匹配算法实现李恺张晗康晓军（北京机电研究所，北京100094）摘要利用海洋的镜面反射进行太阳耀斑观测，要求以星下点为中心的卫星视场必须落在海洋区内。针对如何判定卫星视场和海岸线地图的位置关系问题，文章将卫星视场构成的矩形区域与海岸线地图构成的不规则多边形区域等效为多条线段集合，并提出一种把判断矩形与不规则多边形位置关系转化成判断等效线段之间位置关系的算法。该算法与传统的线段裁剪法或多边形裁剪法比较，具有无需求取线段交点、判断次数大幅减小等优点，能

2、够达到快速判断能否进行耀斑观测的目的。关键词太阳耀斑星下点等效线段法位置关系卫星应用中图分类号:TP312文献标志码:A文章编号:1009-8518(2014)06-0058-08DOI:10.3969/j.issn.1009-8518.2014.06.008RealizationofMapMatchingMethodforObservationofSolarFlareLIKaiZHANGHanKANGXiaojun（BeijingInstituteofSpaceMechanics&Electricity,Beijing100094,China）AbstractTheobser

3、vationofthesolarflarethroughmirrorreflectionfromoceandemmandsthatthesatellite’sfieldoftheview,whichiscentredbythenadirpointoftheearth,mustbelocatedonthesurfaceoftheocean.Inthispaper,inordertodeterminethelocationrelationbetweenthesatellite’sfieldofviewandthecoastlinemap,anewmethodisproposedwh

4、ichregardstherectangleformedbythesatellite’sfieldofviewandthepolygonformedbythecoastlineasanaggregateofequivalentlines,thenitturnsintothedeterminationofthelocationrelationbetweenequivalentthelinesobtainedfromrectangleandthepolygon.Incomparisonwiththetraditionalmethods,ithastheadvantageofnone

5、edtocalculatethepointofintersection,lesstimeofjudgements,soitcantellwhetherornotitcanperformtheobservationtothesolarflarequickly.Keywordssolarflare;nadirpoint;equivalentlinesmethod;locationrelation;satelliteapplication0引言当卫星在轨飞行过程中要求进行太阳闪耀观测时，控制软件在判断卫星星下点所在位置满足观测条件后，才可进行观测。因为卫星星下点与海岸线地图的相对位置

6、实时变化，所以在整个观测过程中，需要根据最新更新的轨道要素数据，实时判断观测条件是否满足，这要求判断算法快速完成任务。实际工程中，将以星下点为中心的矩形区域与海岸线地图的位置关系作为判断能否进行太阳闪耀观测的条件。当矩形处于海洋区域时，可以观测；当矩形与海洋区域相交或在陆地区域时，不可以观测。[1]上述问题类似于计算机图形学中，利用指定区域对指定不规则多边形进行截取，并显示截取部分。收稿日期：2014-06-06第6期李恺等:关于太阳耀斑观测的地图匹配算法实现59但本文只需确定不规则多边形与指定区域的位置关系，截取部分的实际形状不是必须得到的。所以，本文所述问题即可被等效为如何

7、快速准确地判定矩形（星下点矩形）与不规则多边形（陆地区域）的位置关系问题。[2]对于矩形和不规则多边形的位置关系如图1所示，分相交、外部和内部三种情况。所使用的算法必须能区分清楚这三种情况。图1判定矩形与不规则多边形位置关系Fig.1Locationrelationbetweenrectangleandpolygon[3]常用解决算法分两种，一种是以Cohen-Sutherland算法为代表的直线段裁剪法，另一种是以Sutherland-Hodgman算法为代表的多边形裁剪法。[4]Cohe