用于全物理仿真卫星视线指向的测量误差修正方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种用于全物理仿真卫星视线指向的测量误差修正方法及系统，包括：步骤S1：测量全物理仿真设备三轴气浮台的转动中心坐标；步骤S2：测量卫星视线的出射点在三轴气浮台本体坐标系下的坐标分量；步骤S3：在卫星视线动态测量过程中，进行测量误差校正，获取用于全物理仿真的卫星视线指向的测量误差修正结果信息。本发明专利技术可有效消除卫星视线的出射点平移引起的测量误差，提高全物理仿真试验中的卫星视线指向测量精度。

【技术实现步骤摘要】
用于全物理仿真卫星视线指向的测量误差修正方法及系统
本专利技术涉及空间飞行器试验技术，具体地，涉及一种用于全物理仿真卫星视线指向的测量误差修正方法及系统。
技术介绍
图像定位配准是影响气象卫星遥感图像产品质量的关键指标，直接反映了遥感图像信息与目标之间的空间对应关系。对气象卫星业务图像产品定位的定量应用有着重要作用，如对区域复杂天气情况的精确定位，准确跟踪恶劣天气以及生成云图动画等。为了确保卫星图像定位与配准技术方案的准确性，需在地面进行全物理仿真试验，通过卫星视线的指向变化获取图像定位与配准性能。本专利针对全物理仿真试验的需求，提出了适用于全物理仿真的卫星实现指向方向的测量误差校正方法，提高了试验精度。专利文献CN201810617228.3公开了一种充液航天器姿态动力学全物理仿真试验系统及方法,该系统包括一套液体晃动力矩模拟系统，介绍了基于三轴气浮台的全物理仿真方法，但仅对卫星的动力学特性进行了验证，未考虑卫星视线测量的问题。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种用于全物理仿真卫星视线指向的测量误差修正方法及系统。根据本专利技术提供的一种用于全物理仿真卫星视线指向的测量误差修正方法，包括：步骤S1：根据全物理仿真设备三轴气浮台的转动中心坐标测量控制信息，测量全物理仿真设备三轴气浮台的转动中心坐标，获取全物理仿真设备三轴气浮台的转动中心坐标测量结果信息；步骤S2：根据全物理仿真设备三轴气浮台的转动中心坐标测量结果信息，测量卫星视线的出射点在三轴气浮台本体坐标系下的坐标分量，获取卫星视线的出射点在三轴气浮台本体坐标系下的坐标分量测量结果信息；步骤S3：根据卫星视线的出射点在三轴气浮台本体坐标系下的坐标分量测量结果信息，在卫星视线动态测量过程中，进行测量误差校正，获取用于全物理仿真的卫星视线指向的测量误差修正结果信息。优选地，所述步骤S1包括：步骤S1.1：根据全物理仿真设备三轴气浮台的转动中心坐标测量控制信息，通过激光跟踪仪测量全物理仿真设备三轴气浮台的转动中心坐标，获取全物理仿真设备三轴气浮台的转动中心坐标测量结果信息。优选地，所述步骤S2包括：步骤S2.1：首先测量三轴气浮台转动中心在激光跟踪仪坐标系下的坐标分量；步骤S2.2：测量卫星视线的出射点在激光跟踪仪坐标系下的坐标分量；优选地，所述步骤S2还包括：步骤S2.3：结合气浮台本体坐标系与激光跟踪仪坐标系的转换关系，得到卫星视线的出射点在三轴气浮台本体坐标系下的坐标分量。优选地，所述步骤S3还包括：步骤S3.1：根据卫星视线的出射点在三轴气浮台本体坐标系下的坐标分量测量结果信息，在卫星视线动态测量过程中，结合三轴气浮台的实际姿态信息进行测量误差校正，获取用于全物理仿真的卫星视线指向的测量误差修正结果信息。根据本专利技术提供的一种用于全物理仿真卫星视线指向的测量误差修正系统，包括：模块M1：根据全物理仿真设备三轴气浮台的转动中心坐标测量控制信息，测量全物理仿真设备三轴气浮台的转动中心坐标，获取全物理仿真设备三轴气浮台的转动中心坐标测量结果信息；模块M2：根据全物理仿真设备三轴气浮台的转动中心坐标测量结果信息，测量卫星视线的出射点在三轴气浮台本体坐标系下的坐标分量，获取卫星视线的出射点在三轴气浮台本体坐标系下的坐标分量测量结果信息；模块M3：根据卫星视线的出射点在三轴气浮台本体坐标系下的坐标分量测量结果信息，在卫星视线动态测量过程中，进行测量误差校正，获取用于全物理仿真的卫星视线指向的测量误差修正结果信息。优选地，所述模块M1包括：模块M1.1：根据全物理仿真设备三轴气浮台的转动中心坐标测量控制信息，通过激光跟踪仪测量全物理仿真设备三轴气浮台的转动中心坐标，获取全物理仿真设备三轴气浮台的转动中心坐标测量结果信息。优选地，所述模块M2包括：模块M2.1：首先测量三轴气浮台转动中心在激光跟踪仪坐标系下的坐标分量；模块M2.2：测量卫星视线的出射点在激光跟踪仪坐标系下的坐标分量；优选地，所述模块M2还包括：模块M2.3：结合气浮台本体坐标系与激光跟踪仪坐标系的转换关系，得到卫星视线的出射点在三轴气浮台本体坐标系下的坐标分量。优选地，所述模块M3还包括：模块M3.1：根据卫星视线的出射点在三轴气浮台本体坐标系下的坐标分量测量结果信息，在卫星视线动态测量过程中，结合三轴气浮台的实际姿态信息进行测量误差校正，获取用于全物理仿真的卫星视线指向的测量误差修正结果信息。与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：1、本专利技术可有效消除卫星视线的出射点平移引起的测量误差，提高全物理仿真试验中的卫星视线指向测量精度；2、本专利技术可动态测量卫星视线上的两个点的坐标，通过两点准确确定了卫星视线的精确指向，消除了平移引起的测量误差；3、本专利技术流程构造合理，使用方便，能够克服现有技术的缺陷。附图说明通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1为本专利技术中全物理仿真卫星视线指向的测量误差示意图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。一种用于全物理仿真卫星视线指向的测量误差修正方法及系统包括：1、三轴气浮台转动中心坐标测量方法三轴气浮台转动过程中，转动中心O在空间中的位置保持不变。在三轴气浮台上任意选一点P，设其到转台旋转中心的距离为R，在转动过程中R一直保持不变。在三轴气浮台转动过程中，通过激光跟踪仪对P点进行多次测量，可获取一系列的空间坐标点P1、P2、…Pn。上述n个坐标点在空间中分布在一个半径为R的球面上，通过对n个点进行曲面拟合，即可求出三轴气浮台的转动中心O在激光跟踪仪坐标系下的分量Og。2、卫星视线的出射点坐标测量方法首先，利用激光跟踪仪的测点坐标功能，测量卫星视线的出射点D在激光跟踪仪坐标系下的坐标分量，记为Dg。此时，三轴气浮台转动中心到卫星视线出射点的矢量在激光跟踪仪坐标系下的分量为：上式中，Dg为卫星视线的出射点D在激光跟踪仪坐标系下的坐标分量；Og为三轴气浮台转动中心在激光跟踪仪坐标系下的坐标分量；为三轴气浮台转动中心到卫星视线出射点的矢量在激光跟踪仪坐标系下的分量。结合激光跟踪仪坐标系相对三轴气浮台本体坐标系的转换关系，可得到：上式中，为三轴气浮台转动中心到卫星视线出射点的矢量在三轴气浮台本体坐标系下的分量。Agb为激光跟踪仪坐标系相对三轴气浮台本体坐标系的转换矩阵，可通过激光跟踪仪的测角功能获取。结合上式，可得出卫星视线的出射点本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于全物理仿真卫星视线指向的测量误差修正方法，其特征在于，包括：/n步骤S1：根据全物理仿真设备三轴气浮台的转动中心坐标测量控制信息，测量全物理仿真设备三轴气浮台的转动中心坐标，获取全物理仿真设备三轴气浮台的转动中心坐标测量结果信息；/n步骤S2：根据全物理仿真设备三轴气浮台的转动中心坐标测量结果信息，测量卫星视线的出射点在三轴气浮台本体坐标系下的坐标分量，获取卫星视线的出射点在三轴气浮台本体坐标系下的坐标分量测量结果信息；/n步骤S3：根据卫星视线的出射点在三轴气浮台本体坐标系下的坐标分量测量结果信息，在卫星视线动态测量过程中，进行测量误差校正，获取用于全物理仿真的卫星视线指向的测量误差修正结果信息。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于全物理仿真卫星视线指向的测量误差修正方法，其特征在于，包括：
步骤S1：根据全物理仿真设备三轴气浮台的转动中心坐标测量控制信息，测量全物理仿真设备三轴气浮台的转动中心坐标，获取全物理仿真设备三轴气浮台的转动中心坐标测量结果信息；
步骤S2：根据全物理仿真设备三轴气浮台的转动中心坐标测量结果信息，测量卫星视线的出射点在三轴气浮台本体坐标系下的坐标分量，获取卫星视线的出射点在三轴气浮台本体坐标系下的坐标分量测量结果信息；
步骤S3：根据卫星视线的出射点在三轴气浮台本体坐标系下的坐标分量测量结果信息，在卫星视线动态测量过程中，进行测量误差校正，获取用于全物理仿真的卫星视线指向的测量误差修正结果信息。


2.根据权利要求1所述的用于全物理仿真卫星视线指向的测量误差修正方法，其特征在于，所述步骤S1包括：
步骤S1.1：根据全物理仿真设备三轴气浮台的转动中心坐标测量控制信息，通过激光跟踪仪测量全物理仿真设备三轴气浮台的转动中心坐标，获取全物理仿真设备三轴气浮台的转动中心坐标测量结果信息。


3.根据权利要求1所述的用于全物理仿真卫星视线指向的测量误差修正方法，其特征在于，所述步骤S2包括：
步骤S2.1：首先测量三轴气浮台转动中心在激光跟踪仪坐标系下的坐标分量；
步骤S2.2：测量卫星视线的出射点在激光跟踪仪坐标系下的坐标分量。


4.根据权利要求3所述的用于全物理仿真卫星视线指向的测量误差修正方法，其特征在于，所述步骤S2还包括：
步骤S2.3：结合气浮台本体坐标系与激光跟踪仪坐标系的转换关系，得到卫星视线的出射点在三轴气浮台本体坐标系下的坐标分量。


5.根据权利要求1所述的用于全物理仿真卫星视线指向的测量误差修正方法，其特征在于，所述步骤S3还包括：
步骤S3.1：根据卫星视线的出射点在三轴气浮台本体坐标系下的坐标分量测量结果信息，在卫星视线动态测量过程中，结合三轴气浮台的实际姿态信息进行测量误差校正，获取用于全物理仿真的卫星视线指向的测量误差修正结果信息。

【专利技术属性】
技术研发人员：信思博，李秀伟，王田野，陈强，潘高伟，王皓，董瑶海，
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