[發明專利]一種地球反射光校正的衛星姿態估計方法

有效

• 申請號: 202110619180.1
• 申請日: 2021-06-03
• 公開（公告）號: CN113361163B
• 公開（公告）日: 2022-09-30
• 發明（設計）人: 汪夏;黎吉順;張雅聲;徐燦;李智;方宇強;賀俊;李鵬舉;程文華;刁華飛
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍戰略支援部隊航天工程大學
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;B64G1/36
• 代理公司: 北京挺立專利事務所(普通合伙) 11265
• 代理人: 鄭杰

1.一種地球反射光校正的衛星姿態估計方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一：將地球表面按照經緯網格劃分為多個面元，計算面元面積；基于太陽、地球和目標衛星之間的遮擋關系篩選有效面元；

步驟二：根據輻射照度與距離的平方成反比定律，計算太陽可見光波段在各有效面元處的輻射照度，并根據朗伯反射原理計算有效面元在目標衛星處產生的輻射照度；

步驟三：根據有效面元在目標衛星處產生的輻射照度，通過朗伯反射原理計算出以各個有效面元為光源時，目標衛星對探測器的輻射照度；將目標衛星對探測器的輻射照度相加得到以地球為光源時，目標衛星對探測器的輻射照度；

步驟四：從目標衛星處獲得實時的目標衛星對探測器的輻射照度減去以地球為光源時，目標衛星對探測器的輻射照度，得到了僅以太陽為光源時的目標衛星對探測器的輻射照度的校正觀測數據；

步驟五：基于校正觀測數據，使用無味卡爾曼濾波的方法對目標衛星進行姿態估計，得到地球反射光校正數據。

2.如權利要求1所述的一種地球反射光校正的衛星姿態估計方法，其特征在于，所述步驟一中，將地球表面按照經緯網格劃分為多個面元的方法包括：基于地球表面的經緯網格，將面元中心位于經緯點，長和寬分別為一個緯度距離和一個經度距離。

3.如權利要求1或2所述的一種地球反射光校正的衛星姿態估計方法，其特征在于，所述步驟一中，計算面元面積的方法包括：

每個地表面元的長均為：l_j＝2πR_E/360；

緯度i處的地表面元，寬為：d_i＝2πR_Ecosi/360；

地表面元面積為：s_ij＝l_jd_i；

其中，l_j為經度j處地表面元的長，d_i為緯度i處的地表面元的寬，s_ij為面元面積，R_E為地球半徑，i、j分別表示緯度和經度。

4.如權利要求1-3之一所述的一種地球反射光校正的衛星姿態估計方法，其特征在于，所述步驟一中，篩選有效面元的方法包括：

其中，θ_in為太陽光對地表面元的入射天頂角，θ_out為反射天頂角。

5.如權利要求1所述的一種地球反射光校正的衛星姿態估計方法，其特征在于，所述步驟二中，計算太陽可見光波段在各有效面元處的輻射照度的方法包括：

根據輻射照度與距離的平方成反比定律，在太陽光不被遮擋的情況下，得到太陽可見光波段在各有效面元處的輻射照度：

其中，R₀為一年內日地的平均距離；Q₀是在距離太陽R₀處，可見光波段(0.4～0.7μm)部分的輻射照度，R為地表面元到太陽的距離，Q是在距離太陽R的有效面元處，對可見光波段(0.4～0.7μm)的輻射照度。