对地面动态目标进行跟踪成像卫星的偏流角实时补偿方法技术

本发明专利技术提供一种对地面动态目标进行跟踪成像卫星的偏流角实时补偿方法，通过地面目标的地理位置信息以及惯性系、地固系和卫星对地坐标系之间的转换关系，求解出卫星在对地面动目标进行跟踪成像时实时补偿偏流角的三轴姿态计算方法。本发明专利技术能够提高卫星相机对地观测与目标跟踪成像的清晰度，对卫星的地面动态目标跟踪成像任务具有现实意义。标跟踪成像任务具有现实意义。标跟踪成像任务具有现实意义。

【技术实现步骤摘要】
对地面动态目标进行跟踪成像卫星的偏流角实时补偿方法


[0001]本专利技术涉及卫星偏流角补偿
，特别涉及一种对地面动态目标进行跟踪成像卫星的偏流角实时补偿方法。

技术介绍

[0002]卫星相机对地面目标进行跟踪成像时，由地球自转引起的相机推扫方向与目标移动方向不一致会导致图像模糊，需要对两个方向之间的夹角即为偏流角进行补偿。现有方法给出了卫星对星下点成像且为对地三轴零姿态时的偏流角计算模型，但该计算方法对卫星跟踪动态目标时不再适用，主要原因如下：
[0003]1)卫星在跟踪地面动态目标时，卫星在对地坐标系下的三轴姿态不为零，现有的偏流角计算模型只适用于卫星相对于对地系零姿态(跟踪星下点)的情况；
[0004]2)卫星在跟踪地面动态目标时，卫星相对于对地系的三轴姿态是时变的，因此需要利用卫星当前的三轴姿态信息对偏流角进行在轨实时计算与补偿；
[0005]3)地面目标运动特性的多样性与不可知性，使得卫星跟踪时的三轴姿态可能出现剧烈变化，导致卫星需要进行补偿的偏流角也剧烈变化，导致对卫星姿态控制系统造成影响。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种对地面动态目标进行跟踪成像卫星的偏流角实时补偿方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、根据地面动态目标的经度纬度和高度信息，计算地心指向目标的矢量在J2000惯性坐标系和WGS84地固系中的投影和以及目标在WGS84地固系和J2000惯性坐标系中的速度矢量和S2、计算卫星跟踪动态目标时，卫星指向目标的单位矢量在J2000惯性坐标系中的投影ρ
m
←
s
和卫星指向目标的矢量在J2000惯性坐标系中的投影的速度矢量表示为S3、计算卫星跟踪动态目标时，卫星本体坐标系坐标轴的三轴在J2000惯性坐标系下的指向单位矢量i
x
、i
y
、i
z
；S4、计算J2000惯性坐标系到卫星跟踪目标时卫星本体坐标系的姿态余弦阵A
m
←
i
；S5、计算对地坐标系到卫星跟踪目标时卫星本体坐标系的姿态余弦阵A
m
←
o
和卫星此时在J2000惯性系下的对地姿态四元数q
o
→
m
，从而得到偏流角大小。2.如权利要求1所述的对地面动态目标进行跟踪成像卫星的偏流角实时补偿方法，其特征在于，所述S1进一步包括：地心指向目标的矢量在WGS84地固系中的投影按照以下方式计算：式中，r
m
为目标点局部半径，计算如下：地心指向目标的矢量在J2000惯性坐标系中的投影按照以下方式计算：式中，λ
m
、γ
m
、h
m
分别为目标的地理经度、地理纬度和地理高程；R
e
、f
e
分别为地球赤道半径和地球扁率；A
i
←
g
为WGS84地固系到J2000惯性系的姿态转换矩阵；目标在WGS84地固系和J2000惯性坐标系中的速度矢量和按照以下公式计算：按照以下公式计算：式中，分别为目标的地理经度、地理纬度和地理高程的导数；为WGS84地固系到J2000惯性坐标系的姿态转换矩阵的导数。3.如权利要求1所述的对地面动态目标进行跟踪成像卫星的偏流角实时补偿方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐梓尧，马瑞，许贤峰，鲁启东，李利亮，彭瑞，张子龙，陆丹萍，
申请(专利权)人：上海航天控制技术研究所，
类型：发明
国别省市：