基于R-tree索引的卫星可见窗口快速算法

来源：计算机应用与软件杂志2025年第10期北京时间：

作者：杜丙男, 康峻, 李佩峰, 宋沛然, 杜康宁, 曹林

摘要：针对地球观测卫星多星多目标场景下可见窗口计算耗时过高问题提出一种快速计算方法。该方法将多对多观测问题分解为若干单对单子问题,依据星下点轨迹R-tree索引获取待观测目标周边星下点轨迹信息,结合二分法确定卫星对该目标可见时间窗口的起止时刻。对锥形、矩形两种视场类型的卫星观测仿真结果表明,可见时刻结果精确至1ms时,该算法得到的可见时刻与Satellite ToolKit(STK)的平均误差为-8.5×10^-4s,与跟踪传播法相比能够减少99%以上的计算冗余,平均耗时是以1ms为步长的跟踪传播法的0.01%,能够同时满足实际工程应用中对目标观测窗口计算精度和时效性要求。

关键词：观测卫星, 可见窗口, 快速算法, R-tree索引, 并行计算