静止卫星成像偏航导引角计算方法技术

本发明专利技术公开了一种静止卫星成像偏航导引角计算方法，包括如下步骤：根据地球参考系变换关系计算瞬时真赤道面法线指向北极方向的单位矢量在惯性坐标系下的分量；根据卫星瞬时轨道根数计算瞬时真赤道面法线指向北极方向的单位矢量在轨道坐标系下的分量；计算卫星星下点当地正东方向单位矢量在卫星轨道坐标系中的分量；计算卫星轨道坐标系+X轴矢量向星下点当地正东矢量转过的角度，作为偏航导引角；在倾角较小时，忽略二阶小量，计算偏航导引角近似值。本发明专利技术可以通过偏航姿态导引控制消除由轨道偏差和地球运动产生的成像旋转，保证遥感仪器的参考基准与星下点当地地理方位保持平行，从而提高静止遥感卫星成像精度和稳定性。

Calculation method of yaw guidance angle for geostationary satellite imaging

The invention discloses a method for calculating the imaging yaw guidance angle of a geostationary satellite, including the following steps: calculating the component of the unit vector of the instantaneous true equatorial normal pointing to the North Pole in the inertial coordinate system according to the transformation relation of the earth reference system; calculating the instantaneous true equatorial normal pointing to the North Pole according to the instantaneous orbit elements of the satellite; The component of the directional unit vector in the orbital coordinate system, the component of the local Oriental unit vector in the satellite orbital coordinate system, the rotation angle of the satellite orbital coordinate system plus the X-axis vector to the local Oriental vector of the satellite subordinate point are calculated as the yaw guidance angle, and the second order small quantity is ignored when the inclination angle is small. Approximate value of yaw guidance angle. The invention can eliminate imaging rotation caused by orbit deviation and earth motion by yaw attitude guidance control, ensure that the reference datum of remote sensing instrument is parallel to the local geographic azimuth of the sub-satellite point, thereby improving the imaging accuracy and stability of the geostationary remote sensing satellite.

【技术实现步骤摘要】
静止卫星成像偏航导引角计算方法
本专利技术涉及静止遥感卫星修正成像旋转的姿态控制方法，具体涉及一种静止卫星成像偏航导引角计算方法。
技术介绍
静止遥感卫星成像精度关系到地图测绘、天气诊断、灾害监测应用的目标识别，以及风矢量等定量遥感产品的处理精度。但由于天体力学摄动的原因，地球同步圆轨道5会存在漂移，导致卫星遥感仪器瞬时视场12发生扭转(图1)，且随着卫星轨道的运动发生交变。而静止遥感卫星的定量产品需要有固定基准，即需要保证不同时间所成的图像接近在标称定点位置所成的基准图像，否则将影响遥感图像定量产品的应用。在存在轨道误差的情况下，卫星偏离标称定点位置，而且随着轨道运动，对同一区域所成图像存在绕视轴旋转的特性，降低了遥感图像定位精度。文献1、2、3均提到了一种用于减小SAR卫星多普勒中心频率变化范围的偏航导引补偿方法，其中文献1，2的主要研究对象是椭圆轨道，文献3的主要研究对象是太阳同步轨道。这几份文献主要目的是解决SAR卫星的多普勒问题，未提及光学遥感卫星成像补偿方法，也未采用静止轨道作为研究对象。文献4、5、6均提出了一种用于消除星载高分辨率TDICCD相机由于地球的旋转产生横向本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.静止卫星成像偏航导引角计算方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、根据地球参考系变换关系计算瞬时真赤道面法线指向北极方向的单位矢量在惯性坐标系下的分量；S2、根据卫星瞬时轨道根数计算瞬时真赤道面法线指向北极方向的单位矢量在轨道坐标系下的分量；S3、计算卫星星下点当地正东方向单位矢量在卫星轨道坐标系中的分量；S4、计算卫星轨道坐标系+X轴矢量向星下点当地正东矢量转过的角度，作为偏航导引角；S5、在倾角较小时，忽略二阶小量，计算偏航导引角近似值。

【技术特征摘要】
1.静止卫星成像偏航导引角计算方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、根据地球参考系变换关系计算瞬时真赤道面法线指向北极方向的单位矢量在惯性坐标系下的分量；S2、根据卫星瞬时轨道根数计算瞬时真赤道面法线指向北极方向的单位矢量在轨道坐标系下的分量；S3、计算卫星星下点当地正东方向单位矢量在卫星轨道坐标系中的分量；S4、计算卫星轨道坐标系+X轴矢量向星下点当地正东矢量转过的角度，作为偏航导引角；S5、在倾角较小时，忽略二阶小量，计算偏航导引角近似值。2.如权利要求1所述的静止卫星成像偏航导引角计算方法，其特征在于，具体包括如下步骤：S1、根据地球参考系变换关系可计算瞬时真赤道面法线指向北极方向的单位矢量在惯性坐标系下的分量p；S2、通过以下公式根据卫星瞬时轨道根数计算瞬时真赤道面法线指向北极方向的单位矢量在轨道坐标系下的分量p′；p′＝Coip；其中，Coi表示惯性坐标系旋转到卫星轨道坐标系的方向余弦阵，通过下式计算：式中，i—轨道倾角；Ω—升交点赤经；u—升交点幅角；S3、计算卫星星下点当地正东方向单位矢量在卫星轨道坐标系中的分量；地心指向卫星的矢量r在卫星轨道坐标系下与Z轴重合，其单位矢量可写为：星下点正东方向同时垂直于星...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕旺，易灵，曾擎，周徐斌，董瑶海，宋效正，信思博，
申请(专利权)人：上海卫星工程研究所，
类型：发明
国别省市：上海,31