一种对空天目标的双星共视定位方法及设备技术

本发明专利技术公开了对空天目标的双星共视定位方法及设备，包括：通过第一卫星设备和第二卫星设备在预设时刻各自获取目标的光学图像、设备在预设时刻的姿态参数、轨道运行参数和位置坐标；以及获取光学图像对应的光学传感器的参数；根据光学图像和光学传感器的参数，分别确定目标光学传感器的坐标系下的两个光学坐标；根据光学坐标、姿态参数和轨道运行参数，分别确定目标在J2000坐标系下的两个目标坐标；根据两个目标坐标和两个位置坐标，分别确定第一直线和第二直线；根据第一直线和第二直线，确定第一直线和第二直线之间的最短线段的端点坐标，根据端点坐标、第一位置坐标和第二位置坐标，确定目标在预设时刻的位置坐标。确定目标在预设时刻的位置坐标。确定目标在预设时刻的位置坐标。

【技术实现步骤摘要】
一种对空天目标的双星共视定位方法及设备


[0001]本专利技术属于航天测量与控制
，具体涉及一种对空天目标的双星共视定位方法及设备。

技术介绍

[0002]当前，随着遥感卫星的作用越来越广泛，其飞行过程中观测获取的目标种类也越来越多样，其中，空天动目标（以下称为空天目标）就是观测的主要对象。这类目标涵盖范围广，包括人造卫星、飞机、恒星和再入空间目标等。随着空天目标的逐渐增多，其位置和运动速度也成为遥感领域越来越关注的信息之一。
[0003]通常，可以采用光学遥感卫星对空天目标进行定位，或者，采用地面的雷达和光学设备对空天目标进行定位。但是，光学遥感卫星对空天目标的探测属于被动探测，单颗卫星观测仅能得到目标的测角信息，无法得到距离信息，需要通过激光测距手段实现空天目标的定位。然而，激光受卫星的功率和频率的限制，使得对空天目标的定位精度较差。地面的雷达和光学设备跟踪快速目标的弧度较短，也难以得到空天目标的实时高精度的位置信息。

技术实现思路

[0004]为了解决相关技术中存在的上述问题，本专利技术提供了一种对空天目标的双星共视定位方法及设备。本专利技术要解决的技术问题通过以下技术方案实现：本专利技术提供一种对空天目标的双星共视定位方法，包括：分别获取预设时刻空天目标的第一光学图像与第二光学图像，以及所述第一光学图像对应的第一卫星设备在所述预设时刻的第一姿态参数、第一轨道运行参数和第一位置坐标，所述第二光学图像对应的第二卫星设备在所述预设时刻的第二姿态参数、第二轨道运行参数和第二位置坐标；获取所述第一光学图像对应的第一光学传感器的参数，以及所述第二光学图像对应的第二光学传感器的参数；根据所述第一光学图像和所述第一光学传感器的参数，确定所述空天目标在所述第一光学传感器的坐标系下的第一光学坐标，以及根据所述第二光学图像和所述第二光学传感器的参数，确定所述空天目标在所述第二光学传感器的坐标系下的第二光学坐标；根据所述第一光学坐标、所述第一姿态参数和所述第一轨道运行参数，确定所述空天目标在J2000坐标系下的第一目标坐标，以及根据所述第二光学坐标、所述第二姿态参数和所述第二轨道运行参数，确定所述空天目标在J2000坐标系下的第二目标坐标；根据所述第一目标坐标和所述第一位置坐标，确定第一直线，以及根据所述第二目标坐标和所述第二位置坐标，确定第二直线；根据所述第一直线和所述第二直线，确定所述第一直线和所述第二直线之间的最短线段的端点坐标；
根据所述端点坐标、所述第一位置坐标和所述第二位置坐标，确定所述空天目标在所述预设时刻的位置坐标。
[0005]本专利技术具有如下有益技术效果：通过使用第一卫星设备和第二卫星设备共同观测空天目标，并分别获得空天目标在第一卫星设备和第二卫星设备的光学传感器像平面的位置，通过坐标转换将第一卫星设备和第二卫星设备分别观测的空天目标的位置转换到J2000坐标系下，之后，结合第一卫星设备和第二卫星设备在观测到空天目标时的位置，确定出第一卫星设备观测空天目标的视向量所在的直线，以及第二卫星设备观测空天目标的视向量所在的直线，通过寻找出这两条异面直线的公垂线段，并根据公垂线段确定空天目标的位置；这样，通过双卫星设备进行一些参数的获取与坐标计算，便可获得空天目标的实时位置，不仅简化了定位过程，提高了定位效率，而且，由于位置是通过一系列精确计算获得，所以，还提高了定位精度，以及，由于卫星设备可以保持对空天目标的长时间的随动观测，所以，还提高了对空天目标的跟踪时长。
[0006]以下将结合附图及实施例对本专利技术做进一步详细说明。
附图说明
[0007]图1为本专利技术实施例提供的对空天目标的双星共视定位方法的一个方法流程图；图2为本专利技术实施例提供的对空天目标的双星共视定位方法的另一个流程图；图3为本专利技术实施例提供的示例性的确定预设时刻的空天目标的位置的一个原理示意图。
具体实施方式
[0008]下面结合具体实施例对本专利技术做进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。
[0009]在本专利技术的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0010]在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本专利技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。
[0011]尽管在此结合各实施例对本专利技术进行了描述，然而，在实施所要求保护的本专利技术过程中，本领域技术人员通过查看所述附图、公开内容、以及所附权利要求书，可理解并实现所述公开实施例的其他变化。在权利要求中，“包括”(comprising)一词不排除其他组成部分或步骤，“一”或“一个”不排除多个的情况。单个处理器或其他单元可以实现权利要求中列举的若干项功能。相互不同的从属权利要求中记载了某些措施，但这并不表示这些措
施不能组合起来产生良好的效果。
[0012]图1是本专利技术实施例提供的对空天目标的双星共视定位方法的一个方法流程图，如图1所示，所述方法包括以下步骤：S101、分别获取预设时刻空天目标的第一光学图像与第二光学图像，以及第一光学图像对应的第一卫星设备在预设时刻的第一姿态参数、第一轨道运行参数和第一位置坐标，第二光学图像对应的第二卫星设备在预设时刻的第二姿态参数、第二轨道运行参数和第二位置坐标。
[0013]本专利技术实施例中，空天目标可以是人造卫星、飞机、恒星、再入空间目标等，本专利技术实施例对此不作限定。
[0014]本专利技术实施例中，预设时刻可以是每个单位时刻，例如，每1分钟、每30秒等，也可以是预设的某个时间点，例如，10点30分等等，本专利技术实施例对此不作限定。
[0015]本专利技术实施例中，第一卫星设备具有第一光学传感器，第二卫星设备具有第二光学传感器，第一卫星设备和第二卫星设备在预设时刻可以同时通过自身的光学传感器采集同一空天目标的光学图像，分别得到第一光学图像和第二光学图像；同时，第一卫星设备在预设时刻还获取自身的第一姿态参数、第一轨道运行参数和第一位置坐标，第二卫星设备在预设时刻还获取自身的第二姿态参数、第二轨道运行参数和第二位置坐标。
[0016]这里，第一卫星设备和第二卫星设备处于不同位置。
[0017]这里，第一位置坐标是第一卫星设备在J2000坐标系下的位置坐标，同样的，第二位置坐标是第二卫星设备在J2000坐标系下的位置坐标。
[0018]这里，J2000坐标系又被称为J2000平赤道地心坐标系本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种对空天目标的双星共视定位方法，其特征在于，包括：分别获取预设时刻空天目标的第一光学图像与第二光学图像，以及所述第一光学图像对应的第一卫星设备在所述预设时刻的第一姿态参数、第一轨道运行参数和第一位置坐标，所述第二光学图像对应的第二卫星设备在所述预设时刻的第二姿态参数、第二轨道运行参数和第二位置坐标；获取所述第一光学图像对应的第一光学传感器的参数，以及所述第二光学图像对应的第二光学传感器的参数；根据所述第一光学图像和所述第一光学传感器的参数，确定所述空天目标在所述第一光学传感器的坐标系下的第一光学坐标，以及根据所述第二光学图像和所述第二光学传感器的参数，确定所述空天目标在所述第二光学传感器的坐标系下的第二光学坐标；根据所述第一光学坐标、所述第一姿态参数和所述第一轨道运行参数，确定所述空天目标在J2000坐标系下的第一目标坐标，以及根据所述第二光学坐标、所述第二姿态参数和所述第二轨道运行参数，确定所述空天目标在J2000坐标系下的第二目标坐标；根据所述第一目标坐标和所述第一位置坐标，确定第一直线，以及根据所述第二目标坐标和所述第二位置坐标，确定第二直线；根据所述第一直线和所述第二直线，确定所述第一直线和所述第二直线之间的最短线段的端点坐标；根据所述端点坐标、所述第一位置坐标和所述第二位置坐标，确定所述空天目标在所述预设时刻的位置坐标。2.根据权利要求1所述的对空天目标的双星共视定位方法，其特征在于，所述最短线段由第一目标点和第二目标点构成，所述端点坐标包括：所述第一目标点的坐标和所述第二目标点的坐标；所述根据所述端点坐标、所述第一位置坐标和所述第二位置坐标，确定所述空天目标在所述预设时刻的位置坐标，包括：确定所述第二目标点的坐标与所述第一目标点的坐标之间的坐标差值；根据所述第一目标点的坐标、所述第二目标点的坐标、所述第一位置坐标和所述第二位置坐标，确定权重系数；根据所述第一目标点的坐标、所述坐标差值和所述权重系数，确定出所述空天目标在所述预设时刻的位置坐标。3.根据权利要求2所述的对空天目标的双星共视定位方法，其特征在于，所述第一目标点位于所述第一直线上，所述第二目标点位于所述第二直线上；所述根据所述第一目标点的坐标、所述第二目标点的坐标、所述第一位置坐标和所述第二位置坐标，确定权重系数，包括：根据所述第一目标点的坐标、所述第二目标点的坐标和所述第一位置坐标，确定第一距离；根据所述第一目标点的坐标、所述第二目标点的坐标和所述第二位置坐标，确定第二距离；确定所述第一距离与所述第二距离之和，得到总距离；根据所述第一距离与所述总距离，确定所述权重系数。
4.根据权利要求2所述的对空天目标的双星共视定位方法，其特征在于，所述第一目标点位于所述第一直线上，所述第二目标点位于所述第二直线上；所述第一位置坐标对应第一位置，所述第二位置坐标对应第二位置；所述根据所述第一目标点的坐标、所述第二目标点的坐标、所述第一位置坐标和所述第二位置坐标，确定权重系数，包括：根据所述第一目标点的坐标和所述第二目标点的坐标，确定所述最短线段的中点的坐标；根据所述第一位置坐标和所述第一目标点的坐标，确定由所述第一位置指向所述第一目标点的第一向量；根据所述第一位置坐标和所述中点的坐标，确定由所述第一位置指向所述中点的第二向量；确定所述第一向量与所述第二向量之间的第一夹角；根据所述第二位置坐标和所述第二目标点的坐标，确定由所述第二位置指向所述第二目标点的第三向量；根据所述第二位置坐标和所述中点的坐标，确定由所述第二位置指向所述中点的第四向量；确定所述第三向量与所述第四向量之间的第二夹角；根据所述第一夹角与所述第二夹角，确定所述权重系数。5.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹璐，王昱杰欣，代胜吉，赖鹏，郑凌宇，蒋健，牛雁东，范欣妍，连玺，樊国靖，李东起，
申请(专利权)人：中国人民解放军三二零三五部队，
类型：发明
国别省市：