[發明專利]遙感衛星載荷平臺標定方法及系統有效

申請號：	202010968746.7	申請日：	2020-09-15
公開（公告）號：	CN112097794B	公開（公告）日：	2023-03-03
發明（設計）人：	崔陽;梁廣;姚小松;曹彩霞;劉國華;趙笙罡;馬慧;李良成	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：	G01C25/00	分類號：	G01C25/00;G01C21/24;G01S19/20
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：	李鏑的
地址：	201203 ***	國省代碼：	上海;31
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摘要：
搜索關鍵詞：	遙感衛星載荷平臺標定方法系統
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【說明書】：

本發明提供了一種遙感衛星載荷平臺標定方法及系統，包括：自標定模塊，通過基于恒星探測的在軌相機模型、多參數解算模塊、以及自定標時刻的姿軌控參數，結合實驗室標定初始模型，進行高精度衛星自標定；互標定模塊，通過載荷與姿態模塊采樣時刻的時統一致參數、以及安裝基準的結構穩定參數，根據基于統一星表的星點/地標點提取模塊，建立基于時間同步和統一星表的星點解算模型，獲取載荷與姿態模塊在軌高精度互標定模型，進行天基高精度互標定。

技術領域

本發明涉及遙感衛星技術領域，特別涉及一種遙感衛星載荷平臺標定方法及系統。

背景技術

微納衛星遙感系統近年來發展迅速，然而傳統遙感衛星平臺載荷分立式設計中衛星姿態測量數據與成像載荷實際姿態存在較大誤差，需要對遙感衛星姿態與成像載荷姿態進行在軌校準和標定。

遙感微納衛星體積、質量、慣量較小，因此具有較好的在軌姿態機動性，可利用在軌姿態調整實現成像載荷對恒星觀測的方式，實現在軌對成像載荷光軸的標定和修正，可提高遙感微納衛星在軌成像質量和精度。

遙感微納衛星對成像載荷進行地面實驗室姿態標定，主要通過對光學成像載荷光軸對衛星的標準安裝面進行靜態標定。由于地面實驗處于重力環境，而遙感衛星在軌成像時為失重微重力環境，因此會存在由于地面重力環境引起對光學成像載荷光軸指向的誤差，從而影響遙感微納衛星在軌的成像精度；

遙感微納衛星對成像載荷進行地面實驗室姿態標定，主要通過對光學成像載荷光軸在靜態條件下(穩定的溫濕度)對衛星的標準安裝面進行靜態標定。而遙感微納衛星在軌成像環境為真空環境，且溫度隨時間交替變化，因此遙感微納衛星平臺和載荷結構會產生相應的應力和畸變，引起成像載荷光軸在軌成像時發生變化，從而產生在軌的成像誤差，對成像載荷成像質量產生精度；

遙感微納衛星星敏感器作為衛星在軌姿態測量的基準，衛星在地面總裝、測試時需要對星敏感器光軸指向進行測量標定，但是衛星在軌工作環境為微重力失重、高真空、高低溫交變等，會對星敏感器的安裝面和其本身產生應力和畸變，相應星敏感器光軸指向產生誤差，從而影響衛星姿態的確定，導致對成像載荷成像精度產生影響。

發明內容

本發明的目的在于提供一種遙感衛星載荷平臺標定方法及系統，以解決現有的衛星姿態測量數據與成像載荷實際姿態存在較大誤差的問題。

為解決上述技術問題，本發明提供一種遙感衛星載荷平臺標定方法，包括：

自標定模塊，通過基于恒星探測的在軌相機模型、多參數解算模塊、以及自定標時刻的姿軌控參數，結合實驗室標定初始模型，進行高精度衛星自標定；

互標定模塊，通過載荷與姿態模塊采樣時刻的時統一致參數、以及安裝基準的結構穩定參數，根據基于統一星表的星點/地標點提取模塊，建立基于時間同步和統一星表的星點解算模型，獲取載荷與姿態模塊在軌高精度互標定模型，進行天基高精度互標定。

可選的，在所述的遙感衛星載荷平臺標定方法中，所述進行高精度衛星自標定包括：

獲取自標定時刻的姿軌控參數，初步確認載荷的指向信息；

保證載荷的視場中有3顆以上恒星，載荷觀星獲取所述恒星的數據；

基于恒星探測的在軌相機模型提取視場中的恒星像面位置信息，形成星表，結合星表進行恒星的識別確認；

多參數解算模塊根據恒星的坐標計算載荷內方位元素，根據所述內方位元素計算視場內各星點的坐標值；

多參數解算模塊根據視場內各星點的坐標值、以及結合實驗室標定初始模型，計算位置標定誤差，獲取自標定精度。