星载激光雷达光轴指向测量误差的标定方法技术

本发明专利技术提供了一种星载激光雷达光轴指向测量误差的标定方法，包括以下步骤：获取卫星的位置信息；根据位置信息计算卫星到海平面的高度值；将卫星进行小角度机动；通过激光雷达在地面形成光斑，获取卫星到地面上光斑的实测距离；在每次获取实测距离的同时，获取卫星的相应姿态信息，并转换至激光雷达光轴指向；根据卫星到海平面的高度值和激光雷达光轴指向计算卫星到地面的理论距离；用实测距离与理论距离的偏差，标定星载激光雷达光轴指向测量误差。本发明专利技术方法有效提高了星载激光雷达光轴指向精度，继而提升了星载激光空间应用水平、扩展空间应用领域，可在广阔海平面进行，无需特殊定标场，适用范围广，保障要求少，实施成本低。

Calibration method for optical axis pointing measurement error of spaceborne lidar

【技术实现步骤摘要】
星载激光雷达光轴指向测量误差的标定方法
本专利技术涉及航天器控制
，具体地，涉及星载激光雷达光轴指向测量误差的标定方法。
技术介绍
星载激光雷达在轨运行时，其指向偏差会导致多普勒效应，从而改变发射激光的频率，导致基于频率稳定性的相关数据产品精度下降。目前，对于高精度星载激光雷达，大多会配置高精度的星敏/星相机等卫星姿态测量设备，同时采用载荷星敏一体化安装技术，减少结构变形影响。然而，由于主动段发射振动变形、在轨热致振动变形等影响因素，变化规律复杂，难以精确测量，这些未知误差项限制了星载激光雷达光轴指向测量精度的进一步提升。对于空间光学相机等成像类遥感仪器，可以利用地物目标通过图像导航配准实现光轴指向校准。但是一般非成像类星载激光雷达，其工作原理是发射主动激光，然后接收回波信号能量以实现目标观测，不进行目标成像，因此无法通过地物目标图像配准方法实现光轴指向测量误差标定。经过对现有技术的检索，申请号为201110271745.8的专利技术专利公开了一种机载激光雷达激光发射指向扰动的补偿装置及方法，其装置包括激光发射指向扰动补偿机械装置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种星载激光雷达光轴指向测量误差的标定方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1、获取卫星的位置信息；/nS2、根据步骤S1获取的位置信息计算卫星到海平面的高度值；/nS3、将卫星进行小角度机动；/nS4、通过激光雷达在地面形成光斑，获取卫星到地面上光斑的实测距离；/nS5、在每次获取实测距离的同时，获取卫星的相应姿态信息，并转换至激光雷达光轴指向；/nS6、根据步骤S2中得到的卫星到海平面的高度值和步骤S5得到的激光雷达光轴指向计算激光雷达光轴指向方向的卫星到地面的理论距离；/nS7、用步骤S4得到的实测距离与步骤S6得到的理论距离的偏差，结合卫星的姿态角度来标定星载激光雷达光轴指向测量误...

【技术特征摘要】
1.一种星载激光雷达光轴指向测量误差的标定方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、获取卫星的位置信息；
S2、根据步骤S1获取的位置信息计算卫星到海平面的高度值；
S3、将卫星进行小角度机动；
S4、通过激光雷达在地面形成光斑，获取卫星到地面上光斑的实测距离；
S5、在每次获取实测距离的同时，获取卫星的相应姿态信息，并转换至激光雷达光轴指向；
S6、根据步骤S2中得到的卫星到海平面的高度值和步骤S5得到的激光雷达光轴指向计算激光雷达光轴指向方向的卫星到地面的理论距离；
S7、用步骤S4得到的实测距离与步骤S6得到的理论距离的偏差，结合卫星的姿态角度来标定星载激光雷达光轴指向测量误差。


2.根据权利要求1所述的星载激光雷达光轴指向测量误差的标定方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述卫星的位置信息通过星上导航接收机获取。


3.根据权利要求1所述的星载激光雷达光轴指向测量误差的标定方法，其特征在于，所述步骤S2中，根据获取的卫星位置信息，通过数字地球模型遍历查询获得卫星距离海平面的高度值。


4.根据权利要求3所述的星载激光雷达光轴指向测量误差的标定方法，其特征在于，所述卫星位置信息的精度与所述数字地球模型的空间分辨率精度一致。


5.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪自军，石新宇，袁金如，魏致坤，叶翔，孙永珠，吕利清，
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