用于光学卫星指向测量系统的空间基准标定方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供一种用于光学卫星指向测量系统的空间基准标定方法及装置，包括：通过相对指向测量子系统的相对输出量，对绝对指向测量子系统的绝对输出量进行重采样，得到采样频率归一化指向参数，以用于获取绝对指向测量子系统的内部空间基准转换时序参数；根据任一空间基准绝对指向参数序列参数和相对输出量，获取绝对指向测量子系统和相对指向测量子系统之间的空间基准转换时序参数；根据绝对指向内部空间基准转换时序参数，以及绝对指向测量子系统和相对指向测量子系统之间的空间基准转换时序参数，构建时空基准转换模型，以对指向测量系统进行空间基准标定。本发明专利技术实施例为高分辨率光学卫星的高效、高质量成像以及后续在轨应用奠定基础。

Calibration method and device of space reference for optical satellite pointing measurement system

【技术实现步骤摘要】
用于光学卫星指向测量系统的空间基准标定方法及装置
本专利技术涉及高分辨率光学遥感卫星设计与预处理
，尤其涉及一种用于光学卫星指向测量系统的空间基准标定方法及装置。
技术介绍
高分辨率光学遥感卫星为实现精准处理与服务，通常采用高精度轨道测量系统实现高精度空间位置获取，采用高精度空间指向测量系统实现高精度空间姿态感知，采用高精度时间统一系统实现不同载荷间时间高精度同步，采用高精度在轨标定方法与模型实现系统误差参数高精度检校。其中，对于500～600公里轨道高度的遥感卫星，1角秒的空间指向误差会引起5米左右对地观测位置误差，因此，指向测量系统的感知精度对实现光学影像精准处理起着关键性作用。光学遥感卫星配置的指向测量系统一般由星敏感器、陀螺、高频角位移、线加速度计等子系统组成，根据测量机理与特性，可分为绝对指向测量子系统和相对指向测量子系统，绝对指向测量子系统通常包括3～4台星敏感器，相对指向测量子系统通常包括3～4组三轴角速度测量组件。然而，星敏感器作为一种高精度绝对指向测量载荷，当星敏感器对日观测时，为保护内部CCD器件安全，会自动停本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于光学卫星指向测量系统的空间基准标定方法，其特征在于，包括：/n通过光学卫星中相对指向测量子系统的相对输出量，对光学卫星中绝对指向测量子系统的绝对输出量进行重采样，得到采样频率归一化指向参数，所述相对指向测量子系统是通过多组三轴角速度测量组件构建的，所述绝对指向测量子系统是通过多台星敏感器组成的，所述相对输出量和所述绝对输出量分别表示预设采样间隔内的角增量和绝对指向参数；/n根据所述采样频率归一化指向参数，获取所述绝对指向测量子系统的内部空间基准转换时序参数；/n根据所述绝对指向测量子系统的任一空间基准绝对指向参数序列和所述相对指向测量子系统的相对输出量，获取所述绝对指向测量子系统和...

【技术特征摘要】
1.一种用于光学卫星指向测量系统的空间基准标定方法，其特征在于，包括：
通过光学卫星中相对指向测量子系统的相对输出量，对光学卫星中绝对指向测量子系统的绝对输出量进行重采样，得到采样频率归一化指向参数，所述相对指向测量子系统是通过多组三轴角速度测量组件构建的，所述绝对指向测量子系统是通过多台星敏感器组成的，所述相对输出量和所述绝对输出量分别表示预设采样间隔内的角增量和绝对指向参数；
根据所述采样频率归一化指向参数，获取所述绝对指向测量子系统的内部空间基准转换时序参数；
根据所述绝对指向测量子系统的任一空间基准绝对指向参数序列和所述相对指向测量子系统的相对输出量，获取所述绝对指向测量子系统和所述相对指向测量子系统之间的空间基准转换时序参数；
根据所述绝对指向测量子系统的内部空间基准转换时序参数，以及所述绝对指向测量子系统和所述相对指向测量子系统之间的空间基准转换时序参数，构建时空基准转换模型，以根据所述时空基准转换模型对指向测量系统进行空间基准标定。


2.根据权利要求1所述的用于光学卫星指向测量系统的空间基准标定方法，其特征在于，所述通过光学卫星中相对指向测量子系统的相对输出量，对光学卫星中绝对指向测量子系统的绝对输出量进行重采样，得到采样频率归一化指向参数，包括：
基于球面线性插值法，将光学卫星中相对指向测量子系统的相对输出量作为时间基准，对光学卫星中绝对指向测量子系统的绝对输出量进行重采样，得到采样频率归一化指向参数。


3.根据权利要求2所述的用于光学卫星指向测量系统的空间基准标定方法，其特征在于，所述球面线性插值法的公式为：



θ＝cos-1<q1,q2>＝cos-1(q10·q20+q11·q21+q12·q22+q13·q23)；



其中，q1和q2分别表示在t时刻两端的四元数参数，以根据q1和q2对t时刻的姿态参数进行插值；θ表示q1和q2之间的夹角，C1(t)与C2(t)分别表示插值函数q(t)在q1和q2方向上的分量。


4.根据权利要求1所述的用于光学卫星指向测量系统的空间基准标定方法，其特征在于，所述根据所述采样频率归一化指向参数，获取所述绝对指向测量子系统的内部空间基准转换时序参数，包括：
根据所述绝对指向测量子系统中星敏感器的预设组合类型，获取所述绝对指向测量子系统的空间基准类型；
根据所述绝对指向测量子系统的空间基准类型，获取每种空间基准类型的指向参数序列；
根据每种空间基准类型的指向参数序列，获取每种空间基准类型之间的转换时序参数，以用于得到所述绝对指向测量子系统的内部空间基准转换时序参数。


5.根据权利要求4所述的光学卫星指向测量系统的空间基准标定方法，其特征在于，所述根据所述绝对指向测量子系统的任一空间基准绝对指向参数序列和所述相对指向测量子系统的相对输出量，获取所述绝对指向测量子系统和所述相对指向测量子系统之间的空间基准转换时序参数，包括：
将所述相对指向测量子系统的相对输出量dwG(i)转换为所述绝对指向测量子系统中任一空间基准类型对应的相对输出量dwSG(i)，公式为：






其中，表示绝对指向测量子系统与相对指向测量子系统之间的空间基准转换估计值，i表示ti时刻，RG表示绝对指向测量子系统与相对指向测量子系统之间的空间基准转换真实参数；ΔRG表示误差估计值，误差估计值ΔRG对应的第一误差欧拉角
将所述相对输出量dwSG(i)转换为对应的误差四元数参数dqSG(i)，并根据所述误差四元数参数dqSG(i)获取绝对指向估计值qSG(i)，以及真实参数与估计值之间的误差四元数ΔqSG(i)，公式为：






其中，qs(0)表示指向参数输出初始值，qs(i)表示ti时刻的绝对指向四元数参数序列，i＝0,1,…,N；
根据欧拉角和四元数转换关系，将真实参数与估计值之间的误差四元数...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕金虎，范城城，张明，武春风，朱国梁，刘克新，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，北斗导航位置服务北京有限公司，航天科工微电子系统研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11