一种用于星载激光测高仪检校的地面探测器的布设方法技术

本发明专利技术公开了一种用于星载激光测高仪检校的地面探测器的布设方法，所述方法包括以下步骤：S1，选取激光测高仪检校区域；S2，在步骤S1选取的激光测高仪检校区域内，逐步缩小探测器布设区域，最终确定地面探测器布设中心点位置；S3，在步骤S2确定的地面探测器布设中心点位置处，布设并调节地面探测器。本发明专利技术合理地安排了每一个步骤的实施，能够极大限度地提高探测器的布设效率，保证了地面探测器的布设的有序进行，大大地提高了工作效率。

A method used for the arrangement of ground detector satellite laser measurement calibration of Grohe

The invention discloses a method for laying ground detector for satellite laser measuring Grohe calibration, the method comprises the following steps: S1, Grohe selected laser probe calibration area; S2, S1 were measured in the laser step Grohe calibration area, gradually reduce the detector area layout, layout of the center point of the final ground detector sure; S3, ground detector layout center point position determined in step S2, and adjust the layout of the ground detector. The invention reasonably arranges the implementation of each step, can greatly improve the layout efficiency of the detector, ensures the orderly arrangement of the ground detector, and greatly improves the work efficiency.

【技术实现步骤摘要】
一种用于星载激光测高仪检校的地面探测器的布设方法
本专利技术涉及星载激光测高仪在轨几何检校领域，特别涉及一种用于星载激光测高仪检校的地面探测器的布设方法，应用于星载激光测高仪在轨几何检校试验。
技术介绍
星载激光测高仪的在轨几何检校试验对提升激光测高仪的测高精度具有重要的意义，是激光测高数据参与实践生产前的必要步骤之一。目前，星载激光测高仪的在轨几何检校的方法中最具有可操作性和普适性的是地面探测器法，即在卫星即将过境的地面区域布设一定规格的地面红外探测器阵列，来捕获激光光斑，通过光斑能量质心的计算来达到检校激光测高仪的目的。但是提前布设地面探测器涉及到一系列的工程问题，需要大量的人力物力，以及需要多方进行协调，且该详细的布设工作在国内外尚未开展过。美国ICESat-GLAS开展过类似的研究和工程实践，因为其激光脉冲发射重频为40Hz，相邻两个足印中心间距约为170米，地面足印大小约为65米，只需沿轨布设大于170米的探测器阵列，该方面的优势大大地减少了地面探测器的布设难度。而对一些激光脉冲重频较低的星载激光测高仪而言，地面探测器的布设涉及到较繁琐的流程，且其中各环节需要环环相扣。针对星载激光测高仪在轨几何检校试验中的地面探测器布设工作，本专利技术提供了一种用于星载激光测高仪检校的地面探测器布设方法，能够合理的控制整个布设流程，保证工作有序开展。
技术实现思路
为此，本专利技术提出一种用于星载激光测高仪检校的地面探测器的布设方法，弥补了目前激光探测器高精度布设方法的空白，为后续的激光测高仪检校或者其他高精度类似载荷的检校提供参考。本专利技术另外的优点、目的和特性，一部分将在下面的说明书中得到阐明，而另一部分对于本领域的普通技术人员通过对下面的说明的考察将是明显的或从本专利技术的实施中学到。通过在文字的说明书和权利要求书及附图中特别地指出的结构可实现和获得本专利技术目的和优点。本专利技术提供了一种用于星载激光测高仪检校的地面探测器布设方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：S1，选取激光测高仪检校区域；S2，在步骤S1选取的激光测高仪检校区域内，逐步缩小探测器布设区域，最终确定地面探测器布设中心点位置；S3，在步骤S2确定的地面探测器布设中心点位置处，布设并调节地面探测器。优选的，所述步骤S2具体包括以下子步骤：S2.1，在步骤S1选取的激光测高仪检校区域内，基于三级预报数据，根据下式(1)计算第一时间后卫星经过该区域的激光星下点，所述激光星下点为地面探测器布设位置中心；式中,为待求的第一时间后卫星经过该区域的激光星下点，为预报轨道位置数据，为从轨道坐标系向地球固定坐标系转换的旋转矩阵，为从卫星本体坐标系向轨道坐标系转换的旋转矩阵，(ΔXrefΔYrefΔZref)T为GPS相位中心在本体坐标系中的偏移量；为测距预估值；和为指向安装角；S2.2，从通过S2.1确定的多个激光星下点中，基于下述原则，选取其中的若干个点作为激光星下点候选点；所述原则为：和均小于5°，式中，slopex表示激光星下点候选点在东西方向的地形坡度，slopey表示激光星下点候选点在南北方向的地形坡度，Δx和Δy分别表示候选点周围一定面积内东西方向和南北方向的距离值，Δz表示高程变化量；S2.3，根据二级预报数据，计算第二时间后的激光星下点候选点地面坐标；S2.4，在步骤S2.3确定的激光星下点候选点中，将距离道路最近的激光星下点候选点确定为最优激光星下点；S2.5，基于步骤S2.4确定的最优激光星下点，根据一级预报数据计算第三时间后卫星过境的激光星下点位置，所述第三时间后卫星过境的激光星下点位置为最终确定的地面探测器布设中心点位置。优选的，在步骤S2.1中，的具体表示形式为：其中，为预报轨道速度数据。的具体表示形式为：a1＝cos(pitch)*cos(yaw)a2＝-cos(pitch)*sin(yaw)a3＝sin(pitch)b1＝-sin(roll)*sin(pitch)*cos(yaw)+cos(roll)*sin(yaw)b2＝sin(roll)*sin(pitch)*sin(yaw)+cos(roll)*cos(yaw)b3＝sin(roll)*cos(pitch)c1＝-cos(roll)*sin(pitch)*cos(yaw)-sin(roll)*sin(yaw)c2＝cos(roll)*sin(pitch)*sin(yaw)-sin(roll)*cos(yaw)c3＝cos(roll)*cos(pitch)其中，roll、pitch和yaw为卫星本体三轴姿态。优选的，计算预报轨道位置数据和预报轨道速度数据的具体过程如下：轨道预报公式(2)为：式中，为指定时刻t的惯性系卫星位置关于时间的二阶导数，即加速度，为待求量，ξi(t)为系数，其中，i为预报轨道值序号，ti为第i个预报轨道值对应的时间，ti为第i段经验加速度参数开始时刻，ti+1为第i+1段经验加速度开始时刻，也即第i段经验加速度结束时刻；r为指定时刻t的惯性系卫星位置，v为指定时刻t的惯性系卫星速度，CD为大气阻力系数，CR为太阳光压系数，a为基于r,v,CD,CR的t时刻的加速度计算函数，该函数是本领域公知的，在此不再赘述，aiR为作用在卫星轨道径向上的第i段经验加速度，aiT为作用在卫星轨道切向上的第i段经验加速度，aiN为作用在卫星轨道法向上的第i段经验加速度，eR(t)为指定时刻t的卫星轨道径向方向单位向量，eT(t)为指定时刻t的卫星轨道切向方向单位向量，eN(t)为指定时刻t的卫星轨道法向方向单位向量；通过上述轨道预报公式(2)获得新的加速度然后利用下式(3)求预报轨道位置数据P0和预报轨道位置数据V0，其中其中，初值位置和速度P′0，V′0可从三级预报数据(即，试验前第6至8天共三天的星历数据)获得。优选的，所述三级预报数据为卫星过境前第6至8天共三天的星历数据，所述第一时间为6天。优选的，所述二级预报数据为卫星过境前第3至5天共三天的星历数据，所述第二时间为3天。优选的，所述一级预报数据为卫星过境前第1至2天的星历数据，所述第三时间为1天。优选的，步骤S3具体包括以下子步骤：S3.1，确定地面探测器布设阵型，并根据确定的探测器布设阵型在步骤S2确定的地面探测器布设中心点位置处布设地面探测器；S3.2，调节地面探测器，使地面探测器的坡度小于0.5°，或使地面探测器上的气泡在中心环内。优选的，在步骤S3.1中，优选的采用第二种阵型来布设探测器，布设阵型的探测器个数为42*30＝630个，布设阵型的探测器覆盖面积为840*600＝504000m2，探测器间隔20m。本专利技术还提供了一种计算机介质，所述计算机介质上存储有计算机程序，当执行所述计算机程序时执行本专利技术所述的方法。本专利技术提出的方法通过对前期的检校场地选取，中期的激光探测器布设位置逼近和后期的激光探测器布设，形成一个技术上连贯的激光测高仪检校实施方法。结合着实际生产的情况，最终完成整个地面探测器布设的技术流程。本方法能够较好地实现各个技术之间的完美衔接，避免一些不必要的工作，大大地提高了工作效率。附图说明图1为根据本专利技术实施例的、星载激光雷达在轨几何检校地面探测器布设方法的流程图。具体实施方式下面参照附图对本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于星载激光测高仪检校的地面探测器布设方法，其特征在于，所述包括以下步骤：S1，选取激光测高仪检校区域；S2，在步骤S1选取的激光测高仪检校区域内，逐步缩小探测器布设区域，最终确定地面探测器布设中心点位置；S3，在步骤S2确定的地面探测器布设中心点位置处，布设并调节地面探测器。

【技术特征摘要】
1.一种用于星载激光测高仪检校的地面探测器布设方法，其特征在于，所述包括以下步骤：S1，选取激光测高仪检校区域；S2，在步骤S1选取的激光测高仪检校区域内，逐步缩小探测器布设区域，最终确定地面探测器布设中心点位置；S3，在步骤S2确定的地面探测器布设中心点位置处，布设并调节地面探测器。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述步骤S2具体包括以下子步骤：S2.1，在步骤S1选取的激光测高仪检校区域内，基于三级预报数据，根据下式(1)计算第一时间后卫星经过该区域的激光星下点，所述激光星下点为地面探测器布设位置中心；式中,为待求的第一时间后卫星经过该区域的激光星下点，为预报轨道位置数据，为从轨道坐标系向地球固定坐标系转换的旋转矩阵，为从卫星本体坐标系向轨道坐标系转换的旋转矩阵，(ΔXrefΔYrefΔZref)T为GPS相位中心在本体坐标系中的偏移量；为测距预估值；和为指向安装角；S2.2，从通过S2.1确定的多个激光星下点中，基于下述原则，选取其中的若干个点作为激光星下点候选点；所述原则为：和均小于5°，式中，slopex表示激光星下点候选点在东西方向的地形坡度，slopey表示激光星下点候选点在南北方向的地形坡度，Δx和Δy分别表示候选点周围一定面积内东西方向和南北方向的距离值，Δz表示高程变化量；S2.3，根据二级预报数据，计算第二时间后的激光星下点候选点地面坐标；S2.4，在步骤S2.3确定的激光星下点候选点中，将距离道路最近的激光星下点候选点确定为最优激光星下点；S2.5，基于步骤S2.4确定的最优激光星下点，根据一级预报数据计算第三时间后卫星过境的激光星下点位置，所述第三时间后卫星过境的激光星下点位置为最终确定的地面探测器布设中心点位置。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在步骤S2.1中，的具体表示形式为：其中，为预报轨道速度数据。的具体表示形式为：a1＝cos(pitch)*cos(yaw)a2＝-cos(pitch)*sin(yaw)a3＝sin(pitch)b1＝-sin(roll)*sin(pitch)*cos(yaw)+cos(roll)*sin(yaw)b2＝sin(roll)*sin(pitch)...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐新明，付兴科，谢俊峰，窦显辉，莫凡，范大昭，高小明，朱广彬，唐洪钊，王甄铭，
申请(专利权)人：国家测绘地理信息局卫星测绘应用中心，
类型：发明
国别省市：北京,11