[發明專利]一種用于運動目標監測的遙感衛星光行差校正方法及系統

有效

• 申請號: 202110602895.6
• 申請日: 2021-05-31
• 公開（公告）號: CN113483783B
• 公開（公告）日: 2022-08-12
• 發明（設計）人: 董瑤海;王田野;呂旺;沈毅力;尤超藍
• 申請（專利權）人: 上海衛星工程研究所
• 主分類號: G01C25/00
• 分類號: G01C25/00;G01S19/23
• 代理公司: 上海段和段律師事務所 31334
• 代理人: 李佳俊;郭國中

本發明提供了一種用于運動目標監測的遙感衛星光行差校正方法及系統，包括以下步驟：步驟S1：計算衛星和監測目標的運動速度，并獲取二者的相對運動速度；步驟S2：計算衛星監測目標的視線在慣性系下投影，并作為光線的傳播方向；步驟S3：計算觀測光線的光行差偏角；步驟S4：通過坐標變換進行光行差偏角校正，獲取運動目標的精確指向信息。本發明提出的光行差校正方法，不僅可用于靜止目標的校正，還可用于運動目標的校正，且算法實現簡單，具有很強的實用性。

技術領域

本發明涉及空間飛行器總體技術領域，具體地，涉及一種用于運動目標監測的遙感衛星光行差校正方法及系統。

背景技術

對于遙感衛星，目標的精確位置是重要的觀測信息。隨著遙感衛星的定量化水平的不斷提高，對目標的位置精度要求也越來越高，因此需對影響衛星光線測量精度進行系統化論證。其中，光行差作為一種常見的天文現象，是影響光線測量精度的重要誤差項，尤其是對運動目標的觀測，影響程度更為明顯。而傳統的衛星光線測量模型中，很少考慮光行差的影響。

經文獻檢索，張宏偉、張炳先、侯作勛等在公開發表的論文“顧及光行差改正的遙感衛星成像模型及驗證”(航天返回與遙感，2019年)中，提出了結合光行差的光學遙感衛星幾何特性和成像機理分析，推導了模型中光線真方向向量與視方向向量之間的轉換。但該論文提到的光行差建模方法得到的是簡化的計算公式，存在一定誤差。且該方法只使用于地表靜止目標，不適用于高動態目標的光行差校正。

嚴明、賀少帥、汪承義等在公開發表的論文“衛星遙感圖像嚴密幾何定位的光行差校正”(光譜學與光譜分析，第30卷2010年第1期)中，文章針對地表靜止目標的觀測需求，推導出了衛星對地觀測中的光行差幾何定位偏差校正模型，但是未涉及高動態目標的光行差校正方法。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種用于運動目標監測的遙感衛星光行差校正方法及系統。

根據本發明提供的一種用于運動目標監測的遙感衛星光行差校正方法，包括以下步驟：

步驟S1：計算衛星和監測目標的運動速度，并獲取二者的相對運動速度；

步驟S2：計算衛星監測目標的視線在慣性系下投影，并作為光線的傳播方向；

步驟S3：計算觀測光線的光行差偏角；

步驟S4：通過坐標變換進行光行差偏角校正，獲取運動目標的精確指向信息。

優選的，所述步驟S1中的運動速度，運動速度的計算方法以慣性系為參考基準，獲取慣性系內的相對運動速度。

優選的，所述步驟S2中，衛星監測目標視線的計算采用基于衛星姿態軌道測量信息計算，并投影至慣性坐標系，作為光線的傳播方向。

優選的，所述步驟S3中，在光行差偏角的計算中，速度矢量采用衛星和觀測目標的合成速度，以解決運動目標的光學差校正問題。

優選的，所述步驟S4中，光行差偏角的校正結合步驟S1計算出的相對運動速度、步驟S2中計算出光纖傳播方法和步驟S3中計算出的光行差偏角，通過坐標變換的方法進行光行差校正，獲取衛星觀測目標光線的真實方向。

根據本發明提供的一種用于運動目標監測的遙感衛星光行差校正系統，包括以下模塊：

模塊M1：計算衛星和監測目標的運動速度，并獲取二者的相對運動速度；

模塊M2：計算衛星監測目標的視線在慣性系下投影，并作為光線的傳播方向；

模塊M3：計算觀測光線的光行差偏角；

模塊M4：通過坐標變換進行光行差偏角校正，獲取運動目標的精確指向信息。