[發明專利]提高衛星圖像定位精度的等效失配模型多級標校方法

有效

• 申請號: 201611076475.4
• 申請日: 2016-11-29
• 公開（公告）號: CN106767714B
• 公開（公告）日: 2019-06-21
• 發明（設計）人: 宋效正;俞潔;呂建民;伍亞運;王華;陸國平;曹建光;舒銳
• 申請（專利權）人: 上海衛星工程研究所
• 主分類號: G01C11/02
• 分類號: G01C11/02
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國中;樊昕

1.一種提高衛星圖像定位精度的等效失配模型多級標校方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1：建立在軌星載擺掃相機視線相對高精度星敏感器姿態基準的整星級成像定位模型，將成像點對應的空間指向用矢量St表示，工程上通過數學合并減少模型中待標定的等效失配角參數，降低衛星在軌熱變形參數辨識時對稀疏控制點數量需求，

St＝R(α_n,β_n,Δζ₁,Δζ₂,Δζ₃,Δζ₄,Δζ₅,Δζ₆)·r_n(i_n,j_n)

其中，i_n、j_n：成像點在星載擺掃相機探測器的像元行列數；

r_n(i_n,j_n)：星載擺掃相機后光路成像模型；

α_n、β_n：星載擺掃相機兩維指向機構轉動角度測量值；

Δζ₁,…,Δζ₆：整星級成像定位模型中等效失配角參數集；

步驟2：衛星發射前在實驗室標定因光機結構裝配偏差引起的成像定位模型中等效失配角參數集，其光機結構裝配偏差引起的失配影響與在軌熱變形引起的失配影響內涵一致；

步驟3：衛星入軌后控制星載擺掃相機對已知恒星天區進行觀測成像，拍攝一幀圖像內含3～4顆恒星，與編排的星歷恒星方位比對，檢驗并修正因包括運載火箭振動的因素對等效失配角參數的變化影響，選擇此時等效失配角參數集構建的成像定位模型或步驟2中實驗室標定的成像定位模型作為理想成像定位模型，得到星載擺掃相機全視場網格點處的對應探測器像元的理想空間指向St_ideal：

St_ideal＝R(α_n,β_n,Δζ_i1,Δζ_i2,Δζ_i3,Δζ_i4,Δζ_i5,Δζ_i6)·r_n(i_n,j_n)

其中,Δζ_i1,…,Δζ_i6：整星級理想圖像定位模型中等效失配角參數集；

步驟4：地面編排星載擺掃相機恒星敏感星歷或觀地標導航庫，依照在軌星載擺掃相機視軸熱變形變化率，設定時間間隔控制星載擺掃相機在短時間內觀測3～4個已知方位恒星或地標，結合下傳圖像定位輔助數據和理想成像定位模型，迭代解算一軌不同采樣時刻星上由熱變形引起的星載擺掃相機相對于星敏感器姿態基準間的等效失配角參數集()，得到星載擺掃相機全視場網格點處的任意探測器像元的實際空間指向St_real:

St_real＝R(α_n,β_n,Δζ_i1+δ₁,Δζ_i2+δ₂,Δζ_i3+δ₃,Δζ_i4+δ₄,Δζ_i5+δ₅,Δζ_i6+δ₆)·r_n(i_n,j_n)

其中，δ₁,…,δ₆為星上熱變形引起的星載相機相對于星敏感器姿態基準間的等效失配角參數集；

步驟5：對星載擺掃相機全視場按照二維擺掃轉角進行網格劃分；

步驟6：上一軌獲得熱變形變化規律參數集用于下一軌圖像定位使用；

步驟7：一旦獲得熱變形變化下的任意P點像元在不同轉角下相對于衛星本體的矢量表示，結合包括衛星在軌衛星姿態、軌道、時間標志、地球橢圓模型參數即可建立衛星上的星載擺掃相機視線與觀測對象之間準確的星地幾何關系，實現高精度圖像定位。