Brevet FR3037927A1 — publié le 20161230

DOMAINE TECHNIQUE GENERAL L'invention concerne un procédé de détermination d'un enchainement d'une pluralité de mailles pour acquérir une zone au moyen d'un système d'observation au cours d'un unique passage du système d'observation sur la zone, le système d'observation étant à balayage (en anglais, « push broom »). ETAT DE LA TECHNIQUE Les systèmes d'observations spatiaux de la Terre défilent autour de la Terre sur une orbite et permettent notamment de prendre des clichés de zones de la Terre. Dans le cadre d'un système d'observation spatial à balayage, dans le cas où la zone souhaitée présente des dimensions supérieures à la fauchée du système d'observation à balayage, la zone est découpée en au moins deux mailles ayant une longueur et une largeur. Chaque maille correspond à un accès caractérisant un créneau temporel d'accès et une attitude du système d'observation pour lesquels le système d'observation est apte à acquérir une maille. Cet accès est calculé à partir de l'orbite du système d'observation et la cinématique du système d'observation, et pour respecter des contraintes d'acquisitions (dépointage maximal par exemple). Ainsi, au cours de son orbite, le système d'observation va procéder à des acquisitions de chaque maille au cours d'un passage sur la zone. La figure 1 illustre une zone 1 à acquérir découpée en trois mailles : une première maille 11, une seconde maille 12, une troisième 13. Le système d'observation peut effectuer chaque acquisition de chaque maille 11, 12, 13 de la zone 1 dans un créneau temporel d'accès T1, T2 et T3 respectif. L'acquisition complète de la zone nécessite de réaliser chaque acquisition dans son créneau temporel d'accès : la première maille 11 a un première créneau temporel d'accès T1, la seconde maille a un second créneau temporel d'accès T2, la troisième maille 13 a un troisième créneau temporel d'accès T3. A cette fin, un enchaînement cinématique de l'acquisition de toutes les mailles de la zone 1 est déterminé. Cet enchaînement d'acquisitions tient compte de la cinématique du système d'observation et notamment de l'agilité du système d'observation en termes de dépointage angulaire. 3037927 2 La détermination de cet enchainement conduit à déterminer des créneaux temporels d'acquisitions de chaque maille. A nouveau en relation avec la figure 1, la première maille 11 peut être acquise pendant un premier créneau temporel [t142], la seconde maille 12 peut 5 être acquise pendant un second créneau temporel [t3-t4]. Un problème est que la troisième maille 13 ne peut pas être acquise pendant le troisième créneau d'accès T3, le système d'observation n'ayant pas une capacité cinématique suffisante pour enchaîner les acquisitions des seconde et troisième mailles 12, 13, l'acquisition de la seconde maille 12 étant calée au plus tôt compte lo tenu de l'enchaînement des acquisitions des première et seconde mailles 11, 12, l'acquisition de la première maille 11 étant elle-même réalisée au plus tôt (début du créneau temporel d'accès T1). En effet, il n'est pas possible de déterminer un créneau temporel dans le troisième créneau temporel d'accès T3 pour réaliser l'acquisition de la troisième 15 maille 13. En conséquence, au cours d'un unique passage sur la zone 1, le système d'observation ne peut pas acquérir complètement la zone 1 de sorte que la demande d'acquisition de la zone 1, pour les contraintes d'acquisitions spécifiées, ne pourra être satisfaite que sur plusieurs passages (la troisième acquisition est 20 réalisée sur un autre créneau temporel d'accès (non représenté), à un moment ultérieur). Il existe par conséquent un besoin de pouvoir optimiser un passage sur une zone afin d'acquérir au mieux une zone souhaitée. 25 PRESENTATION DE L'INVENTION L'invention propose, à partir de la demande d'acquisition d'une zone, définie aussi par ses contraintes d'acquisitions, de déterminer une demande d'acquisition dérivée qui soit réalisable en un seul passage sur la zone demandée. A cet effet, l'invention propose un procédé de détermination d'un 30 enchainement d'acquisitions d'une pluralité de mailles permettant d'acquérir une zone au moyen d'un système d'observation au cours d'un unique passage du système d'observation sur ladite zone, le système d'observation ayant au moins une 3037927 3 contrainte d'acquisition comprenant un dépointage maximal autorisé, le procédé comprenant les étapes selon lesquelles un processeur : détermine une pluralité de mailles permettant de couvrir une zone souhaitée, chaque maille ayant un créneau temporel d'accès au cours duquel la maille est 5 accessible par ledit système d'observation ; teste la faisabilité cinématique d'un enchainement d'acquisition desdites mailles selon plusieurs créneaux temporels au cours desquels la maille peut être acquise, chaque créneau temporel étant compris dans le créneau temporel d'accès de ladite maille, ledit enchainement permettant d'acquérir intégralement la zone 10 souhaitée en fonction d'un dépointage maximal autorisé du système d'observation ; et si la faisabilité n'est pas concluante détermine un enchainement alternatif d'une pluralité de mailles alternatives selon plusieurs créneaux temporels alternatifs, l'enchainement alternatif permettant d'acquérir une zone effective, en modifiant la zone souhaitée et/ou les contraintes 15 d'acquisition, de manière à optimiser un critère global évaluant la zone effective. L'invention est avantageusement complétée par les caractéristiques suivantes, prises seules ou en une quelconque de leur combinaison techniquement possible : - la détermination des mailles alternatives est effectuée sous la contrainte de 20 ne pas relâcher de contraintes d'acquisition du système d'observation, la zone effective étant alors différente de la zone souhaitée ; - la détermination des créneaux temporels d'accès alternatifs est effectuée en relâchant des contraintes d'acquisition, la zone effective étant alors directement la zone souhaitée, le relâchement des contraintes consistant notamment à 25 augmenter le dépointage du système d'observation ; - le critère globale est une agrégation d'un critère tenant compte de la zone souhaitée et de la dégradation des conditions d'acquisition, typiquement un produit pondéré du rapport entre la surface couverte par la zone effective et la surface de la zone souhaitée, d'une part, et du rapport entre le dépointage correspondant à 30 l'acquisition de la zone effective et le dépointage maximal autorisé, d'autre part ; - les mailles alternatives sont déterminées de manière telle que la zone effective présente une longueur inférieure à la zone souhaitée ; 3037927 4 - les mailles alternatives sont déterminées de manière telle que la zone effective présente une largeur inférieure à la zone souhaitée. L'invention concerne également, un système de détermination d'un enchainement d'une pluralité de mailles comprenant un processeur configuré pour 5 mettre en oeuvre un procédé selon l'invention. Et l'invention concerne enfin un procédé d'acquisition d'une zone au cours d'un passage du système d'observation sur ladite zone, la zone étant définie par un enchainement de mailles obtenu conformément au procédé selon l'invention. 10 PRESENTATION DES FIGURES D'autres caractéristiques, buts et avantages de l'invention ressortiront de la description qui suit, qui est purement illustrative et non limitative, et qui doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels outre la figure 1 déjà discutée : - la figure 2 illustre un système d'observation et des acquisitions de zones à 15 réaliser par le système d'observation ; - la figure 3 illustre schématiquement un système conforme à l'invention ; - la figure 4 illustre schématiquement des étapes d'un procédé conforme à l'invention ; - la figure 5 illustre un premier mode de réalisation de l'invention ; 20 - la figure 6 illustre un second mode de réalisation de l'invention ; - la figure 7 illustre un troisième mode de réalisation de l'invention. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION On a représenté sur la figure 2 un satellite 20. Il s'agit par exemple d'un satellite 25 20 d'observation de la Terre. Le satellite peut, au cours de son orbite, acquérir des zones 30 de la Terre, ces zones étant définies dans des demandes d'acquisition. La demande d'acquisition est caractérisée aussi par des contraintes d'acquisition. Une acquisition peut être réalisée dans un ou plusieurs créneau temporel d'accès au cours duquel le satellite 30 peut accéder à la zone en fonction de ses capacités de dépointage et en respectant les contraintes d'acquisition spécifiées dans la demande d'acquisition. En dehors de 3037927 5 ces créneaux temporels d'accès, le satellite ne peut pas réaliser des acquisitions de la zone. Le système d'observation réalise une acquisition en faisant balayer un champ de vue selon une direction approximativement linéaire, ce champ de vue étant limité 5 dans sa largeur. Dans le cas où une zone est étendue, il est donc nécessaire de réaliser plusieurs acquisitions élémentaires, correspondant chacune à l'acquisition d'une maille issue de la zone, une maille correspondant à une zone géographique que le système peut acquérir par un unique balayage élémentaire. Pour élargir artificiellement le champ de vue, et acquérir sur un unique 10 passage du système une zone plus étendue latéralement que la largeur d'une maille, le système d'observation peut réaliser l'acquisition successive de plusieurs mailles contiguës sur ce passage, dans la limite de ses capacités cinématiques de dépointage. Ainsi, chaque zone à acquérir est découpée en maille définie par un créneau 15 temporel pour laquelle le système est apte à acquérir la maille. La maille est calculée à partir de la trajectoire du système et de son champ de vue. Afin de pouvoir acquérir toute la zone en un unique passage, il est nécessaire d'enchaîner plusieurs acquisitions élémentaires permettant d'acquérir successivement chaque maille de la zone. 20 Si les capacités du système ne permettent pas d'enchaîner toutes les acquisitions élémentaires il est possible de modifier l'enchainement. La modification consiste en une modification de la zone à acquérir et/ou des contraintes d'acquisition. Un système de détermination d'un enchainement E d'acquisitions de mailles 25 est décrit à la figure 3. Ce système 13 est configuré pour mettre en oeuvre un procédé de détermination d'un enchainement d'acquisitions. Ce système comprend un processeur 5 et une mémoire 12. La mémoire 12 stocke une zone souhaitée pour laquelle un utilisateur souhaite une acquisition, et des contraintes d'acquisition associées, et un logiciel qui contrôle le processeur pour qu'il mette en oeuvre le 30 procédé de détermination d'un enchainement E d'acquisitions de mailles décrit ci- après. Le système 13 comprend, le cas échéant, un outil 14 d'interaction avec un 3037927 6 utilisateur, permettant à un opérateur d'y rentrer des données ou de paramétrer le logiciel. Il s'agit par exemple d'un clavier associé à un écran. La figure 4 illustre un procédé de détermination d'un enchainement E, E0 d'acquisitions de mailles. 5 Une zone souhaitée 1 correspond à un enchainement initial E0 d'acquisitions de mailles permettant d'acquérir la zone souhaitée 1 intégralement. Le système d'observation 2 dispose de plusieurs créneaux temporels d'accès pour lesquels il est apte à acquérir des mailles de la zone souhaitée 1 en fonction de sa capacité de dépointage. 10 Le procédé permet de s'assurer que le système d'observation va pouvoir, en un seul passage, pouvoir acquérir la zone, sinon le procédé détermine un enchaînement alternatif optimisé par rapport aux différents créneaux temporels d'accès et la taille de la zone pour satisfaire au mieux la demande d'acquisition de la zone souhaitée en fonction d'une contrainte de dépointage angulaire maximal 15 autorisé du système d'observation. En fonction de la zone souhaitée, selon une étape El, le processeur détermine une pluralité de mailles permettant de couvrir le zone souhaitée, chaque maille ayant un créneau temporel d'accès T1, T2, T3 au cours duquel la maille est accessible par le système d'observation chaque maille ayant un créneau temporel, 20 les mailles permettant d'acquérir intégralement la zone souhaitée. Selon une étape E2, le processeur teste la faisabilité cinématique d'un enchainement EO d'acquisition des mailles selon plusieurs créneaux temporels [tlt2], [t3-t4], [t5-t6] au cours desquels la maille peut être acquise, chaque créneau temporel étant compris dans le créneau temporel d'accès de la maille 25 correspondante, I'enchainement permettant d'acquérir intégralement la zone souhaitée en fonction du dépointage maximal autorisé du système d'observation. Ainsi, la faisabilité cinématique tient compte des capacités d'agilité du système d'observation et notamment du dépointage du système d'observation. Enfin si la faisabilité n'est pas concluante, selon une étape E3, le processeur 30 détermine une pluralité de mailles alternatives selon plusieurs créneaux temporels alternatifs, les mailles alternatives correspondent à un enchainement E permettant d'acquérir une zone effective. 3037927 7 Pour déterminer l'enchainement E de mailles alternatives, le procédé dispose des ajustements suivants : (i) la zone souhaitée 1 à acquérir, et notamment sa taille, peut être réduite, la zone effective étant alors différente de la zone souhaitée ; 5 (ii) les contraintes d'acquisition associées, et notamment le dépointage maximal autorisé du système d'observation, peut être augmenté. Ainsi, la détermination des mailles alternatives et des créneaux alternatifs est effectuée en modifiant la zone souhaitée et/ou les contraintes d'acquisition, de manière à optimiser un critère global évaluant la zone effective. Ce critère global est 10 de préférence une agrégation d'un critère tenant compte de la zone souhaitée 1 et de la dégradation des conditions d'acquisition, par exemple un produit pondéré du rapport entre la surface couverte par la zone effective et la surface de la zone souhaitée, d'une part, et du rapport entre le dépointage correspondant à l'acquisition de la zone effective et le dépointage maximal autorisé. 15 On décrit ci-après trois cas de réglage différents, correspondant chacun à un mode de réalisation du procédé décrit précédemment. Sur la figure 5 est illustré un mode de réalisation d'un procédé de détermination d'un enchainement E selon lequel la longueur d'une zone souhaitée 1 est diminuée pour couvrir une zone effective 10 plus petite que la zone souhaitée 1 20 mais faisable en un passage. Cette détermination s'effectue par recherche dichotomique sur la valeur de la longueur, entre la longueur minimale pour le système et la longueur des mailles initiales. Le système d'observation passe sur la zone souhaitée 1 et acquiert trois mailles 111, 112, 113. La première maille 111 est acquise pendant un premier 25 créneau temporel [t1 ; t2], la seconde maille 112 est acquise pendant un second créneau temporel [t3 ; t4], la troisième maille 113 est acquise pendant un troisième créneau temporel [t5 ; t6], créneaux contenus respectivement dans des créneaux temporels d'accès T1, T2, T3 au cours desquels les mailles 111, 112, 113 peuvent être acquises. La zone effective 10 a une surface inférieure à la zone souhaitée mais 30 l'acquisition complète est faisable en un passage sans modifier les contraintes d'acquisition spécifiées pour cette demande. 3037927 8 Sur la figure 6 est illustré un mode de réalisation d'un procédé de détermination d'un enchainement E selon lequel la largeur d'une zone souhaitée 1 est diminuée pour couvrir une zone effective 10 plus petite que la zone souhaitée 1 mais faisable en un passage. Cette détermination s'effectue par recherche 5 décrementale sur la valeur du nombre de mailles, entre le nombre de maille de la zone initiale et 1. Le système d'observation passe sur la zone souhaitée 1 et acquiert deux mailles 121, 122. La première maille 121 est acquise pendant un premier créneau temporel [t1 ; t2], la seconde maille 122 est acquise pendant un second créneau 10 temporel [t3 ; t4], créneaux contenus respectivement dans les créneaux temporels d'accès T1, T2 au cours desquels les mailles 121, 122 peuvent être acquises. La zone effective 10 a une surface inférieure à la zone souhaitée mais l'acquisition complète est faisable en un passage sans modifier les contraintes d'acquisition spécifiées pour cette demande. 15 Sur la figure 7 est illustré un mode de réalisation d'un procédé de détermination d'un enchainement E selon lequel le dépointage longitudinal autorisé est augmenté, pour augmenter les créneaux temporels d'accès, de manière à couvrir la surface de la zone souhaitée 1 en un passage. Cette détermination s'effectue par recherche dichotomique sur la valeur du dépointage longitudinal, 20 entre la valeur initiale et la valeur maximale pour le système. Le système d'observation passe sur la zone souhaitée 1 et acquiert trois mailles 131, 132, 133. La première maille 131 est acquise pendant un premier créneau temporel [t1 ; t2], la seconde maille 132 est acquise pendant un second créneau temporel [t3 ; t4], la troisième maille 133 est acquise pendant un troisième 25 créneau temporel [t4 ; t5], créneaux contenus respectivement dans les créneaux d'accès T1, T2, T3 au desquels les mailles 131, 132, 133 peuvent être acquises. La zone effective 10 a une surface égale à la zone souhaitée 1, mais l'acquisition complète a été rendue faisable en un passage en modifiant les contraintes d'acquisition. 30 REVENDICATIONS1. Procédé de détermination d'un enchainement (E, EO) d'acquisitions d'une pluralité de mailles permettant d'acquérir une zone au moyen d'un système d'observation au cours d'un unique passage du système d'observation sur ladite zone, le système d'observation ayant au moins une contrainte d'acquisition comprenant un dépointage maximal autorisé, le procédé comprenant les étapes selon lesquelles un processeur : détermine (El) une pluralité de mailles permettant de couvrir une zone souhaitée, chaque maille ayant un créneau temporel d'accès (T1, T2, T3) au cours duquel la maille est accessible par ledit système d'observation ; teste (E2) la faisabilité cinématique d'un enchainement (E0) d'acquisition desdites mailles selon plusieurs créneaux temporels ([t1-t2], [t3-t4], [t5-t6]) au cours desquels la maille peut être acquise, chaque créneau temporel étant compris dans le créneau temporel d'accès de ladite maille, ledit enchainement permettant d'acquérir intégralement la zone souhaitée en fonction d'un dépointage maximal autorisé du système d'observation ; et si la faisabilité n'est pas concluante détermine (E3) un enchainement alternatif (E) d'une pluralité de mailles alternatives selon plusieurs créneaux temporels alternatifs, l'enchainement (E) alternatif permettant d'acquérir une zone effective, en modifiant la zone souhaitée et/ou les contraintes d'acquisition, de manière à optimiser un critère global évaluant la zone effective. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la détermination des mailles alternatives est effectuée sous la contrainte de ne pas relâcher de contraintes d'acquisition du système d'observation, la zone effective étant alors différente de la zone souhaitée. 3. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la détermination des créneaux temporels d'accès alternatifs est effectuée en relâchant des contraintes d'acquisition, la zone effective étant alors directement la zone souhaitée, le 3037927 10 relâchement des contraintes consistant notamment à augmenter le dépointage du système d'observation. 4. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le critère global 5 est une agrégation d'un critère tenant compte de la zone souhaitée (1) et de la dégradation des conditions d'acquisition, typiquement un produit pondéré du rapport entre la surface couverte par la zone effective et la surface de la zone souhaitée, d'une part, et du rapport entre le dépointage correspondant à l'acquisition de la zone effective et le dépointage maximal autorisé, d'autre part. 10 5. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les mailles alternatives sont déterminées de manière telle que la zone effective présente une longueur inférieure à la zone souhaitée. 15 6. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les mailles alternatives sont déterminées de manière telle que la zone effective présente une largeur inférieure à la zone souhaitée. 7. Système de détermination d'un enchainement d'une pluralité de mailles 20 comprenant un processeur configuré pour mettre en oeuvre un procédé selon l'une des revendications 1 à 5. 8. Procédé d'acquisition d'une zone au cours d'un passage du système d'observation sur ladite zone, la zone étant définie par un enchainement de mailles obtenu 25 conformément au procédé selon l'une des revendications 1 à 5.