[發明專利]月基光學傳感器成像方法

有效

• 申請號: 201810459773.4
• 申請日: 2018-05-15
• 公開（公告）號: CN108896038B
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發明（設計）人: 李通;郭華東;張麗
• 申請（專利權）人: 中國科學院遙感與數字地球研究所
• 主分類號: G01C21/02
• 分類號: G01C21/02;G01C21/16
• 代理公司: 北京京萬通知識產權代理有限公司 11440
• 代理人: 許天易

1.月基光學傳感器成像方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)在月球表面面向地球的一面設置光學傳感器；

(2)確定成像時刻，基于星歷數據分別獲得成像時刻月球質心和太陽質心在地心慣性坐標系下的位置ECImt和ECIst；

(3)將ECImt和ECIst分別轉化成在地心地固坐標系下的位置ECEFmt和ECEFst；

(4)將地球上觀測點i在WGS84坐標系下的位置轉化成地心地固坐標系下的位置ECEFi；

(5)以地球上觀測點i為原點建立地平坐標系，通過ECEFmt和ECEFi計算月球質心在地平坐標系中的位置HCSmt，通過ECEFst和ECEFi計算太陽質心在地平坐標系中的位置HCSst；

(6)通過HCSmt計算地平坐標系下地球上觀測點i處的月球高度角ELmoon，通過HCSst計算地平坐標系下地球上觀測點i處的太陽高度角ELsun；

(7)提取月球高度角ELmoon和太陽高度角ELsun同時大于0的區域作為月基圓盤式觀測成像區域。

2.根據權利要求1所述的月基光學傳感器成像方法，其特征在于，所述步驟(4)中，假設地球上觀測點i的中心經緯度是(Mi，Ni)，則ECEFi的求解表達式如下：

上式中，[X_i,Y_i,Z_i]^T_ECEF為觀測點i在地心地固坐標系中的三維坐標，R_E為地球半徑，M_i是i點的經度，N_i是i點的緯度。

3.根據權利要求2所述的月基光學傳感器成像方法，其特征在于，所述步驟(5)中，通過將地心地固坐標系做兩次旋轉得到地平坐標系，分別為繞Z軸旋轉(90°+M)和繞X軸旋轉(90°-N)，HCSmt或HCSst的求解表達式如下：

上式中，[x,y,z]^T_HCS為地心地固坐標系中月球質心或太陽質心[X,Y,Z]^T_ECEF點在地平坐標系中的位置；[X_i,Y_i,Z_i]^T_ECEF為地球上觀測點(M_i，N_i)在地心地固坐標系中的位置，也是地平坐標系的原點；R_x(90°-N)代表坐標繞X軸旋轉，此時緯度變化經度不變；R_Z(90°+M)代表坐標繞Z軸旋轉，此時經度變化緯度不變。

4.根據權利要求3所述的月基光學傳感器成像方法，其特征在于，所述R_x(90°-N)的坐標旋轉公式如下：

所述R_Z(90°+M)的坐標旋轉公式如下：

則

5.根據權利要求1-4任一項所述的月基光學傳感器成像方法，其特征在于，所述步驟(6)中，通過以下公式求解月球高度角ELmoon或太陽高度角ELsun：

式中，EL為高度角，(S_x、S_y、S_z)是月球質心或太陽質心在地平坐標系中的坐標。