一种星载多波束激光测距仪在轨无场指向定标方法技术

本发明专利技术公开了一种星载多波束激光测距仪在轨无场指向定标方法，包括：选取定标区域；获取多波束激光测距仪的理论指向角；获取在轨阶段、正常飞行姿态下的卫星姿态信息、卫星轨道信息、卫星到星下点的高度、卫星到定标区域的实测距离；构建在轨阶段、正常飞行姿态下的激光指向误差解算方程；控制卫星进行姿态机动，构建姿态机动后的激光指向误差解算方程；根据构建的在轨阶段、正常飞行姿态下的激光指向误差解算方程和构建的姿态机动后的激光指向误差解算方程，标定多波束激光测距仪的指向偏差。本发明专利技术公开了一种不依赖定标场的定标方法，解决了卫星入轨初期靶标铺设困难的问题，可应用于星载激光测距仪几何定位。可应用于星载激光测距仪几何定位。可应用于星载激光测距仪几何定位。

【技术实现步骤摘要】
一种星载多波束激光测距仪在轨无场指向定标方法


[0001]本专利技术属于星载激光测距仪在轨定标
，尤其涉及一种星载多波束激光测距仪在轨无场指向定标方法。

技术介绍

[0002]星载激光测距仪由于卫星发射过程中的振动、卫星轨道、姿态、时标以及激光测距仪地面标定的测距与指向误差，会降低激光测量结果作为高程控制的精度，因此，需要对影响精度的激光测距仪参数进行在轨标定。
[0003]目前，国内外针对星载激光测距仪采用的标定方法主要有基于地面探测器法、机载红外成像法、基于地形定标法、卫星姿态机动法等。每种方法各有优缺点，由于国产大比例尺测绘相机一般采用高稳大平台，不适合卫星姿态机动定标的方法；机载红外成像法成功率低，实施难度大。基于地面探测器法铺设成本高，定标周期长。
[0004]针对卫星入轨初期靶标铺设困难的特点，提出一种星载多波束激光测距仪无场指向定标方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术的技术解决问题：克服现有技术的不足，提供一种星载多波束激光测距仪在轨无场指向定标方法，旨在解决卫星入轨初期靶标铺设困难的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种星载多波束激光测距仪在轨无场指向定标方法，其特征在于，包括：步骤1，选取定标区域；步骤2，获取多波束激光测距仪的理论指向角；步骤3，获取在轨阶段、正常飞行姿态下的卫星姿态信息和卫星轨道信息；步骤4，根据步骤3获取的在轨阶段、正常飞行姿态下的卫星姿态信息和卫星轨道信息，获取在轨阶段、正常飞行姿态下卫星到星下点的高度；步骤5，在步骤1选取的定标区域内，多波束激光测距仪开机工作，获取在轨阶段、正常飞行姿态下卫星到定标区域的实测距离；步骤6，根据步骤3～5获取的信息，构建在轨阶段、正常飞行姿态下的激光指向误差解算方程；步骤7，控制卫星进行姿态机动，并构建姿态机动后的激光指向误差解算方程；步骤8，根据步骤6构建的在轨阶段、正常飞行姿态下的激光指向误差解算方程和步骤7构建的姿态机动后的激光指向误差解算方程，标定多波束激光测距仪的指向偏差。2.根据权利要求1所述的星载多波束激光测距仪在轨无场指向定标方法，其特征在于，选取的定标区域为平坦地形区域，包括：包括：海洋、湖泊、平原和草原。3.根据权利要求1所述的星载多波束激光测距仪在轨无场指向定标方法，其特征在于，获取多波束激光测距仪的理论指向角，包括：构建笛卡尔坐标系；其中，笛卡尔坐标系的原点O定义为卫星质心；OZ轴位于轨道面内，指向地心；OX轴位于轨道面内，与OZ轴垂直，指向卫星速度方向；在卫星发射前，根据多波束激光测距仪的安装矩阵，得到多波束激光测距仪的三波束激光的理论指向角：θ1、θ2和θ3，即OA、OB、OC与Z轴的理论夹角分别为θ1、θ2和θ3；其中，点A、点B和点C分别表示多波束激光测距仪的三波束激光的光斑在海面的质心位置；E表示星下点位置，EA、EB、EC与X轴的理论夹角分别为α1、α2和α3；多波束激光测距仪的三波束激光之间的夹角∠AOC、∠BOC和∠AOB分别为β1、β3和β2。4.根据权利要求3所述的星载多波束激光测距仪在轨无场指向定标方法，其特征在于，根据步骤3～5获取的信息，构建在轨阶段、正常飞行姿态下的激光指向误差解算方程，包括：根据步骤3～5获取的信息，确定在轨阶段、正常飞行姿态下各点坐标分别为：其中，θ1+Δθ1、θ2+Δθ2和θ3+Δθ3分别表示OA、OB、OC与笛卡尔坐标系Z轴的实际夹角，Δθ1、Δθ2和Δθ3分别表示由于火箭发射振动和星地环境差异导致的θ1、θ2和θ3的偏差；α1+Δα1、α2+Δα2和α3+Δα3分别表示EA、EB、EC与笛卡尔坐标系X轴的实际夹角，Δα1、Δα2和Δα3分别表示由于火箭发射振动和星地环境差异导致的α1、α2和α3的偏差；h表示在轨阶段、正常飞行姿态下卫星到星下点的高度；在轨阶段、正常飞行姿态下，多波束激光测距仪的三波束激光之间的夹角β1、β3和β2为：
L1、L2和L3分别表示在轨阶段、正常飞行姿态下多波束激光测距仪的三波束激光的实际测距值：由于Δθ1、Δθ2、Δθ3、Δα1、Δα2、Δα3均为小量，则简化得到：均为小量，则简化得到：均为小量，则简化得到：5.根据权利要求4所述的星载多波束激光测距仪在轨无场指向定标方法，其特征在于，控制卫星进行姿态机动，并构建姿态机动后的激光指向误差解算方程，包括：子步骤71，控制卫星按照侧摆角γ进行姿态机动，获取按照侧摆角γ进行姿态机动后的卫星姿态信息和卫星轨道信息；子步骤72，根据按照侧摆角γ进行姿态机动后的卫星姿态信息和卫星轨道信息，获取按照侧摆角γ进行姿态机动后卫星到星下点的高度；子步骤73，在步骤1选取的定标区域内，多波束激光测距仪开机工作，获取按照侧摆角γ进行姿态机动后卫星到定标区域的实测距离；子步骤74，根据子步骤71～73获取的按照侧摆角γ进行姿态机动后的信息，...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡震岳，景泉，王倩莹，陈曦，王家炜，李少辉，
申请(专利权)人：中国空间技术研究院，
类型：发明
国别省市：