[發明專利]一種適用于敏捷對地觀測衛星的偏流角仿真分析方法

有效

• 申請號: 201710594934.6
• 申請日: 2017-07-20
• 公開（公告）號: CN107525492B
• 公開（公告）日: 2020-09-18
• 發明（設計）人: 陳雄姿;謝松;王抒雁;黃鎬;于靈慧;王超倫
• 申請（專利權）人: 航天東方紅衛星有限公司
• 主分類號: G01C11/02
• 分類號: G01C11/02
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 范曉毅

1.一種適用于敏捷對地觀測衛星的偏流角仿真分析方法，其特征在于：包括以下步驟：

(1)、生成偏流角測試時段內等間隔步長的衛星位置矢量r、速度矢量v和軌道瞬根數(a,e,f)，其中：a為軌道半長軸，e為軌道偏心率，f為真近點角；

(2)、根據衛星的目標滾動角目標俯仰角θ和步驟(1)得到的位置矢量r和速度矢量v，計算相機光軸在赤道慣性坐標系的單位矢量σ；

(3)、根據所述衛星位置矢量r和步驟(2)得到的相機光軸在赤道慣性坐標系的單位矢量σ，計算赤道慣性坐標系下地心到攝影點P的矢量R_P；

(4)、根據步驟(3)得到的地心到攝影點P的矢量R_P以及軌道瞬根數(a,e,f)計算對地觀測衛星的偏流角Φ_P；

所述步驟(2)中計算相機光軸在赤道慣性坐標系的單位矢量σ的具體方法如下：

其中：σ_b為相機光軸指向在衛星本體坐標系的單位矢量，A_oi為慣性坐標系相對于衛星軌道坐標系的轉換矩陣；

A_oi＝[x_o y_o z_o]^T

x_o＝y_o×z_o，為衛星位置矢量r的長度；

A_bo為衛星本體坐標系相對于軌道坐標系的轉換矩陣；

所述步驟(3)中計算赤道慣性坐標系下地心到攝影點P的矢量R_P的具體方法如下：

R_P＝r+Tσ，

其中：T為衛星指向攝影點P的矢量大小；

其中：B＝r·σ+dr_zσ_z，

為衛星位置矢量r的長度，a_e為地球的赤道半徑，b_e為地球的極半徑，r_z為矢量r在赤道慣性坐標系Z軸的分量，σ_z為矢量σ在赤道慣性坐標系Z軸的分量；

所述步驟(4)計算對地觀測衛星的偏流角Φ_P的具體方法如下：

其中：()中的數字表示選取矢量中的第幾個元素參與計算，v_b為衛星本體坐標系中攝影點P相對于相機像平面的速度：

v_b＝A_bo[((ω_e)_o-(ω_n)_o)×(R_P)_o-(v_r)_o]

其中：()_o為軌道坐標系下的矢量，A_bo為衛星相對于軌道坐標系的姿態矩陣，ω_e為地球的自轉角速度矢量，ω_n為衛星的軌道角速度矢量，v_r為衛星絕對速度的徑向分量；

所述(ω_e)_o、(ω_n)_o與(v_r)_o的獲取方法如下：

其中：μ為地心引力系數。

2.根據權利要求1所述的適用于敏捷對地觀測衛星的偏流角仿真分析方法，其特征在于：所述步驟(1)中使用STK軟件在HPOP模式下生成偏流角測試時段內等間隔步長的衛星位置矢量r、速度矢量v和軌道瞬根數(a,e,f)。