[發明專利]旋轉大幅寬光學衛星精準處理方法及系統

在審

• 申請號: 202010424747.5
• 申請日: 2020-05-19
• 公開（公告）號: CN111561936A
• 公開（公告）日: 2020-08-21
• 發明（設計）人: 范城城;劉國華;尹增山;胡海鷹;劉洋;王旭輝;田龍飛;江新華
• 申請（專利權）人: 中國科學院微小衛星創新研究院;上海微小衛星工程中心
• 主分類號: G01C21/24
• 分類號: G01C21/24;G01S19/07
• 代理公司: 上海智晟知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31313
• 代理人: 張東梅

本發明提供了一種旋轉大幅寬光學衛星精準處理方法及系統，所述旋轉大幅寬光學衛星精準處理方法包括：獲取光學相機面陣分系統參數及觀測數據；根據所述光學相機面陣分系統參數及觀測數據，構建旋轉光學衛星本體與光學相機面陣分系統焦平面之間幾何變換關系，得到衛星本體與相機焦平面轉換矩陣；計算成像時刻的旋轉光學衛星姿軌控數據；根據所述衛星本體與相機焦平面轉換矩陣及所述旋轉光學衛星姿軌控數據，構建旋轉大幅寬光學衛星精準處理幾何模型；根據所述旋轉大幅寬光學衛星精準處理幾何模型構建標準影像產品的有理函數擬合模型；根據所述標準影像產品的有理函數擬合模型進行有理多項式系數參數計算。

技術領域

本發明涉及旋轉光學衛星技術領域，特別涉及一種旋轉大幅寬光學衛星精準處理方法及系統。

背景技術

旋轉超大寬幅光學衛星采用面陣相機圓錐掃描對地觀測技術體制，通過圓錐掃描方式實現超大區域觀測，設計廣域搜索成像與重點地區加密成像模式，具備廣域、高分、多角度成像等特點。該衛星由平臺和有效載荷組成，有效載荷包括：面陣光學相機分系統、載荷數據處理分系統、輔助載荷分系統和轉臺分系統。衛星平臺包括：結構與機構分系統、熱控分系統、電源與總體電路分系統、測控分系統、姿軌控分系統、星務分系統、數傳與圖像分發分系統。衛星采取天底指向，即轉臺旋轉軸對地，轉臺保持正常工作轉速，每旋轉一周相機擺鏡調整一檔，擺鏡共3個位置檔位，旋轉3圈后可覆蓋天底方向5～60°范圍，可實現千級公里直徑區域覆蓋。相比于以往常規線陣推掃成像以及面陣成像模式，旋轉超大寬幅光學衛星采用衛星降地速、轉臺機構與擺掃機構相結合多自由度方式進行影像數據獲取，該模式導致衛星成像過程姿態模型非線性化程度高，成像機理復雜，且幾何模型自由度高，為滿足衛星數據獲取后續影像拼接、融合與分類監測應用，如何實現旋轉超大寬幅光學衛星高精度幾何成像模型構建以及精準處理是本發明亟需解決的關鍵技術難題與重要瓶頸。

發明內容

本發明的目的在于提供一種旋轉大幅寬光學衛星精準處理方法及系統，以解決現有的衛星成像過程數據模型非線性化程度高導致難以精準處理的問題。

為解決上述技術問題，本發明提供一種旋轉大幅寬光學衛星精準處理方法，所述旋轉大幅寬光學衛星精準處理方法包括：

獲取光學相機面陣分系統參數及觀測數據；

根據所述光學相機面陣分系統參數及觀測數據，構建旋轉光學衛星本體與光學相機面陣分系統焦平面之間幾何變換關系，得到衛星本體與相機焦平面轉換矩陣；

計算成像時刻的旋轉光學衛星姿軌控數據；

根據所述衛星本體與相機焦平面轉換矩陣及所述旋轉光學衛星姿軌控數據，構建旋轉大幅寬光學衛星精準處理幾何模型；

根據所述旋轉大幅寬光學衛星精準處理幾何模型構建標準影像產品的有理函數擬合模型；

根據所述標準影像產品的有理函數擬合模型進行有理多項式系數參數計算。

可選的，在所述的旋轉大幅寬光學衛星精準處理方法中，所述光學相機面陣分系統包括轉動補償機構，其中：

所述轉動補償機構包括擺鏡檔位機構、快速反射補償鏡及探測器轉動機構；

所述旋轉大幅寬光學衛星采取天底指向并降低對地速度，轉臺分系統旋轉軸對地，所述轉臺分系統保持正常工作轉速旋轉；

所述轉臺分系統每旋轉一周，所述擺鏡檔位機構的位置擋位進行一次調整，以使光學相機面陣分系統完成對地觀測的圓錐掃描。

可選的，在所述的旋轉大幅寬光學衛星精準處理方法中，根據所述光學相機面陣分系統參數及觀測數據，構建旋轉光學衛星本體與光學相機面陣分系統焦平面之間幾何變換關系，得到衛星本體與相機焦平面轉換矩陣包括：