[發(fā)明專利]月基對地觀測光電影像的拍攝時間計算方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710650254.1
• 申請日: 2017-08-02
• 公開（公告）號: CN107421504B
• 公開（公告）日: 2019-11-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉廣;葉罕霖;任遠楨;郭華東
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院遙感與數(shù)字地球研究所
• 主分類號: G01C11/00
• 分類號: G01C11/00
• 代理公司: 北京億騰知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11309
• 代理人: 陳霽

1.一種月基對地觀測光電影像的拍攝時間計算方法，其特征在于：針對月球上布設(shè)的光電傳感器在對地球上的目標進行拍攝時間進行計算，該方法具體步驟如下：

步驟一：選擇需要計算的起始時間t₁和結(jié)束時間t₂，基于星歷數(shù)據(jù)、月基傳感器在月球上布設(shè)的經(jīng)緯度位置以及地球上被觀測目標的經(jīng)緯度位置通過坐標變換，得到每一時刻地心地固參考系下的傳感器坐標被觀測目標坐標以及太陽的坐標位置

步驟二：假設(shè)地球為球體，太陽光平行入射地球，基于太陽的坐標位置以及被觀測目標的坐標位置計算出被觀測目標的光照情況，如果被觀測目標處于太陽光照下，設(shè)為1，否則設(shè)為0；

步驟三：基于被觀測目標的坐標位置以及傳感器坐標計算傳感器的對目標在地球表面的觀測高度角θ(l)，所述的計算公式為：

步驟四：如果被觀測目標同時滿足太陽光照條件和觀測高度角θ(t)條件例如小于90度，這個時刻為可拍攝時間；通過對選擇的起始和結(jié)束時間的各個時刻進行計算可以獲得這一時段內(nèi)的月基對地觀測拍攝時間。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述月基對地觀測光電影像的拍攝時間計算方法，其特征在于：所述步驟一中的月基傳感器在月球上布設(shè)的經(jīng)緯度位置到地心地固參考系下的傳感器坐標的變換過程中首先需將月基傳感器經(jīng)緯度位置變換到月心月固三維坐標然后將月心月固三維坐標變換到月心天球參考系坐標，進一步將月心天球參考系坐標變換到地心天球參考系坐標，再根據(jù)國際天文學(xué)聯(lián)合會(IAU)決議和國際地球自轉(zhuǎn)服務(wù)(IERS)規(guī)范將月心月固三維坐標變換到地心地固參考系下，上述的變換關(guān)系可以通過下式計算：

其中[W]為極移矩陣，[R]為地球自轉(zhuǎn)矩陣，[N]為章動矩陣，[P]為歲差矩陣，[B]為框架偏置矩陣，這幾個矩陣可以根據(jù)國際天文學(xué)聯(lián)合會(IAU)決議和國際地球自轉(zhuǎn)服務(wù)(IERS)規(guī)范計算獲得；為月心和地心的三維矢量，[L]為月球天平動旋轉(zhuǎn)矩陣，可以通過星歷數(shù)據(jù)計算獲得。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述月基對地觀測光電影像的拍攝時間計算方法，其特征在于：所述步驟二中計算出被觀測目標的光照情況的過程如下：

首先基于太陽在地心地固參考系下的坐標位置計算其對應(yīng)的星下點位置然后轉(zhuǎn)換為經(jīng)緯度坐標位置通過旋轉(zhuǎn)變換將坐標位置(φ_t，λ_t)變換為極點P，此時被觀測目標的經(jīng)緯度位置與極點P的緯度差將變換為：

φ_T＝arccos(cosφ_tcosφcosλ_tcosλ+cosφ_tcosφsinλ_tsinλ+sinφ_tsinφ) (3)

變換后的緯度差小于一定角度例如90度，則設(shè)為1，否則設(shè)為0。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述月基對地觀測光電影像的拍攝時間計算方法，其特征在于：所述步驟四中可拍攝時間處于選擇的起始和結(jié)束時間之間，并同時滿足太陽光照條件和觀測高度角θ(t)條件的時段。