[發明專利]用于光學衛星指向測量系統的空間基準標定方法及裝置

有效

• 申請號: 202010055581.4
• 申請日: 2020-01-17
• 公開（公告）號: CN111174811B
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發明（設計）人: 呂金虎;范城城;張明;武春風;朱國梁;劉克新
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學;北斗導航位置服務（北京）有限公司;航天科工微電子系統研究院有限公司
• 主分類號: G01C25/00
• 分類號: G01C25/00
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 馬瑞

本發明實施例提供一種用于光學衛星指向測量系統的空間基準標定方法及裝置，包括：通過相對指向測量子系統的相對輸出量，對絕對指向測量子系統的絕對輸出量進行重采樣，得到采樣頻率歸一化指向參數，以用于獲取絕對指向測量子系統的內部空間基準轉換時序參數；根據任一空間基準絕對指向參數序列參數和相對輸出量，獲取絕對指向測量子系統和相對指向測量子系統之間的空間基準轉換時序參數；根據絕對指向內部空間基準轉換時序參數，以及絕對指向測量子系統和相對指向測量子系統之間的空間基準轉換時序參數，構建時空基準轉換模型，以對指向測量系統進行空間基準標定。本發明實施例為高分辨率光學衛星的高效、高質量成像以及后續在軌應用奠定基礎。

技術領域

本發明涉及高分辨率光學遙感衛星設計與預處理技術領域，尤其涉及一種用于光學衛星指向測量系統的空間基準標定方法及裝置。

背景技術

高分辨率光學遙感衛星為實現精準處理與服務，通常采用高精度軌道測量系統實現高精度空間位置獲取，采用高精度空間指向測量系統實現高精度空間姿態感知，采用高精度時間統一系統實現不同載荷間時間高精度同步，采用高精度在軌標定方法與模型實現系統誤差參數高精度檢校。其中，對于500～600公里軌道高度的遙感衛星，1角秒的空間指向誤差會引起5米左右對地觀測位置誤差，因此，指向測量系統的感知精度對實現光學影像精準處理起著關鍵性作用。

光學遙感衛星配置的指向測量系統一般由星敏感器、陀螺、高頻角位移、線加速度計等子系統組成，根據測量機理與特性，可分為絕對指向測量子系統和相對指向測量子系統，絕對指向測量子系統通常包括3～4臺星敏感器，相對指向測量子系統通常包括3～4組三軸角速度測量組件。然而，星敏感器作為一種高精度絕對指向測量載荷，當星敏感器對日觀測時，為保護內部CCD器件安全，會自動停止工作；另外，衛星所處空間冷熱環境變化也會引起指向測量系統內部安裝關系以及外部空間基準變化。綜上所述，受外界多種因素影響，指向測量系統的基準變化屬于常態化狀態，且很難避免，導致光學衛星中的指向測量系統的空間基準難以高精度統一。

因此，現在亟需一種用于光學衛星指向測量系統的空間基準標定方法及裝置來解決上述問題。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明實施例提供一種用于光學衛星指向測量系統的空間基準標定方法及裝置。

第一方面，本發明實施例提供了一種用于光學衛星指向測量系統的空間基準標定方法，包括：

通過光學衛星中相對指向測量子系統的相對輸出量，對光學衛星中絕對指向測量子系統的絕對輸出量進行重采樣，得到采樣頻率歸一化指向參數，所述相對指向測量子系統是通過多組三軸角速度測量組件構建的，所述絕對指向測量子系統是通過多臺星敏感器組成的，所述相對輸出量和所述絕對輸出量分別表示預設采樣間隔內的角增量和絕對指向參數；

根據所述采樣頻率歸一化指向參數，獲取所述絕對指向測量子系統的內部空間基準轉換時序參數；

根據所述絕對指向測量子系統的任一空間基準絕對指向參數序列和所述相對指向測量子系統的相對輸出量，獲取所述絕對指向測量子系統和所述相對指向測量子系統之間的空間基準轉換時序參數；

根據所述絕對指向測量子系統的內部空間基準轉換時序參數，以及所述絕對指向測量子系統和所述相對指向測量子系統之間的空間基準轉換時序參數，構建時空基準轉換模型，以根據所述時空基準轉換模型對指向測量系統進行空間基準標定。

進一步地，所述通過光學衛星中相對指向測量子系統的相對輸出量，對光學衛星中絕對指向測量子系統的絕對輸出量進行重采樣，得到采樣頻率歸一化指向參數，包括：

基于球面線性插值法，將光學衛星中相對指向測量子系統的相對輸出量作為時間基準，對光學衛星中絕對指向測量子系統的絕對輸出量進行重采樣，得到采樣頻率歸一化指向參數。

進一步地，所述球面線性插值法的公式為：