[發明專利]一種敏捷衛星成像條件的確定方法

無效

• 申請號: 201010279469.5
• 申請日: 2010-09-10
• 公開（公告）號: CN102063558A
• 公開（公告）日: 2011-05-18
• 發明（設計）人: 呂大旻;侯小瑾;楊芳;劉勝利;謝松
• 申請（專利權）人: 航天東方紅衛星有限公司
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00;G05D1/08;G05D1/10
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 臧春喜

技術領域

本發明涉及一種成像條件的確定方法，特別是一種敏捷衛星成像條件的確定方法。

背景技術

快速、多模式的高質量成像是敏捷衛星最具特色的一項核心技術，敏捷衛星的出現大大提高了衛星的應用能力，但衛星的成像質量不僅受到衛星平臺自身條件的影響，其本身的設計指標、軌道參數、空間環境和工作模式等成像條件也在不同方面、不同程度上影響著成像質量的高低。因此如何合理規劃衛星任務以使其達到最大的使用效能，獲得最好的成像質量則成了亟待解決的問題。目前在國內成像仿真分析技術雖然得到了一定發展，但依然沒有針對敏捷衛星成像條件的確定方法，也沒有衛星成像質量評價的相關依據，因此敏捷衛星在任務規劃中無依據可循。

成像仿真分析技術已經引起世界各發達國家的高度重視，美國和歐洲一些國家近年來都把仿真技術列為國家發展的關鍵技術。如美國柯達公司(KODAK)公布了針對膠片型相機仿真設計中的少量資料，從開始應用到目前為止，該軟件模型經過了超過20000幅(次)照片的驗證。柯達公司的航天器系統仿真軟件Physique考慮了成像過程中的15個環節：目標特征、成像幾何關系、3維景物模型、照射類型、系統成像參數、大氣模型(SCATIII)、曝光量、MTF模型、光子和系統噪聲、數傳系統模型、硬拷貝影響模型、膠片MTF、膠片平均密度、膠片噪聲和信息預測。美國NASA所屬JPL實驗室的飛行系統測試平臺(Flight?System?Testbed，FST)、Langley研究中心的SPASIM(Spacecraft?Simulation)、俄羅斯能源科學生產聯合體(NPO?Energiya)的綜合仿真測試平臺(KMC)以及德國VEGA信息技術公司開發的仿真衛星(Simulating?Spacecraft)則是20世紀90年代衛星仿真技術發展的綜合反映。這些技術用于航天器(重點是對衛星平臺等大系統)的設計和仿真，對有效載荷如遙感器等和環境影響的仿真設計有一定考慮。2001年，A.Borner等人發表了關于超光譜成像儀仿真系統方面的研究文章，文中介紹了仿真軟件SENSOR(Software?Environment?for?the?Simulation?of?Optical?Remote?sensing?systems)的情況，該軟件包括三個部分：計算景物、太陽和遙感器的幾何關系；環境仿真，計算在探測器上的輻射量，包括大氣影響等；數字圖像獲取所需的光電探測器模型。使用SENSOR仿真軟件可以優化設計參數，使用結果應用于歐空局ESA(European?Space?Agency)的項目APEX(Airborne?PRISM?Experiment)。以上系統均是針對成像系統本身涉及的質量評價軟件，若作為航天遙感衛星的成像質量評價工具，則要針對航天遙感成像的特點和具體要求進行修改和重新開發。

發明內容

本發明的技術解決問題是：克服現有技術的不足，提供了一種敏捷衛星成像條件的確定方法，該方法綜合考慮敏捷衛星相機在各種環境下、各種工作模式下的成像條件對成像質量的影響，進行綜合確定敏捷衛星成像條件，能夠為衛星用戶提供一種簡潔客觀的決策依據。

本發明的技術解決方案是：一種敏捷衛星成像條件的確定方法，步驟如下：

(1)首先根據相機設計參數和成像時刻的衛星軌道參數、衛星姿態信息進行成像條件相關參數計算，得到敏捷衛星成像條件相關參數的計算結果，敏捷衛星成像條件相關參數計算包括相機傳遞函數計算、相機像元分辨率計算和相機成像幅寬計算；

(a)相機傳遞函數MTF計算的計算方法為：

MTF＝MTF_靜態×MTF_動態×0.9

MTF_靜態＝MTF_光學設計×MTF_光學加工×MTF_光學裝調×MTF_器件×MTF_電路

其中：MTF_靜態為相機靜態傳遞函數；

MTF_動態為相機動態傳遞函數；

MTF_光學設計為相機光學設計對靜態傳遞函數的影響；

MTF_光學加工為相機光學加工對靜態傳遞函數的影響；

MTF_光學裝調為相機光學裝調對靜態傳遞函數的影響；

MTF_器件為相機器件對靜態傳遞函數的影響；

MTF_電路為相機電路對靜態傳遞函數的影響；