[發明專利]一種基于推掃軌跡的敏捷衛星目標分解方法及系統

有效

• 申請號: 201611063401.7
• 申請日: 2016-11-28
• 公開（公告）號: CN106597434B
• 公開（公告）日: 2019-04-30
• 發明（設計）人: 賀仁杰;楊文沅;陳英武;陳宇寧;呂濟民;陳盈果;陳成;王濤;劉曉路;邢立寧;姚鋒;劉慧慧
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科學技術大學
• 主分類號: G01S13/89
• 分類號: G01S13/89
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 王加貴

1.一種基于推掃軌跡的衛星目標分解方法，其特征在于，包括：

獲取衛星過所述衛星目標的每個頂點時的過頂側擺；

計算所述過頂側擺中的最小側擺對應的幅寬作為條帶寬度；所述條帶寬度為將所述衛星目標進行條帶劃分之后的每個條帶的寬度；

利用所述條帶寬度求解每個所述推掃軌跡的兩個端點；

根據每個所述推掃軌跡的兩個端點計算對應條帶的邊界特征點；所述邊界特征點用于確定所述條帶的邊界位置；

利用所述邊界特征點對推掃軌跡進行延展，得到推掃軌跡向量；

將所述推掃軌跡向量和所述條帶寬度代入條帶四頂點計算模型，得到條帶四頂點坐標；所述條帶四頂點計算模型為利用基于共軛四元數的坐標變換的方法建立的模型，用于計算條帶四頂點坐標；

所述條帶四頂點計算模型的建立過程為：

假設推掃軌跡起點的大地經緯坐標為V_s(α_s,β_s,0)，終點的大地經緯坐標為V_e(α_e,β_e,0)，轉換至空間直角坐標系下的坐標分別為則依據推掃軌跡起點、終點以及地心唯一確定成像時推掃軌跡所在平面，即軌跡面，所述軌跡面的法向量為V_s為推掃軌跡起點的大地經緯坐標，α_s為推掃軌跡起點的緯度，β_s為推掃軌跡起點的經度，V_e為推掃軌跡終點的大地經緯坐標，α_e為推掃軌跡終點的緯度，β_e為推掃軌跡終點的經度，為推掃軌跡起點在空間直角坐標系內的坐標，x_s為推掃軌跡起點的x軸的坐標，y_s為推掃軌跡起點的y軸的坐標，z_s為推掃軌跡起點的z軸的坐標，為推掃軌跡終點在空間直角坐標系內的坐標，x_e為推掃軌跡終點的x軸的坐標，y_e為推掃軌跡終點的y軸的坐標，z_e為推掃軌跡終點的z軸的坐標；

在衛星具有固定的視場角情況下，成像過程中由于視軸對地不斷變化，衛星對地幅寬是不斷變化的；該模型對單個條帶寬度進行固定，為衛星過頂側擺中的最小側擺對應的幅寬d，以保證條帶被完全覆蓋；條帶兩側邊V_s^-V_e^-、V_s⁺V_e⁺分

別為平行于軌跡面的平面與球面相交的球面小圓上的一段劣弧，條帶兩側邊V_s^-V_e^-、V_s⁺V_e⁺所在的平行于軌跡面的平面相對軌跡面的距離為：

V_s^-、V_e^-、V_s⁺和V_e⁺分別為條帶的四個頂點，其中V_s^-和V_s⁺分別為條帶起點處的兩個頂點，V_e^-和V_e⁺分別為條帶終點處的兩個頂點，且V_s^-與V_e^-位于條帶的同一側，V_s⁺與V^e+位于條帶的同一側；所述球面為地球的球形面；Re為地球平均半徑；條帶兩端的邊V_s^-V_s⁺、V_e^-V_e⁺分別為過推掃軌跡起點的與軌跡面垂直的平面與球面相交的球面大圓上的一段劣弧；依據四元數變換確定條帶的四頂點，方法如下：

條帶寬度對應球面大圓弧的圓心角為δ＝d/R,采用基于四元數的坐標變換的方法得到V_s一端的條帶頂點的空間直角坐標為

其中為Q₁的共軛四元數，其中為三個虛數單位，q₀，q₁，q₂，q₃為實數，且R為球面大圓弧的半徑，和分別為條帶起點處的兩個頂點在空間直角坐標系下的坐標，為推掃軌跡起點在空間直角坐標系下的坐標；同理，得到Ve一端的條帶頂點的空間直角坐標為

其中為共軛四元數，且和分別為條帶終點處的兩個頂點在空間直角坐標系下的坐標，為推掃軌跡終點在空間直角坐標系下的坐標；再通過坐標系變換得到條帶V_s^-V_s⁺V_e⁺V_e^-四頂點的大地經緯坐標；采用該模型，依據推掃軌跡的起點與終點坐標得到條帶四頂點坐標，稱向量A＝(V_s,V_e)為推掃軌跡向量；

當所述衛星目標為區域目標時，需要首先建立分解坐標系，然后在分解坐標系下確定邊界特征點，在確定邊界特征點之后對條帶進行劃分。