本发明专利技术公开了一种适用TDICCD光学卫星动中成像姿态调整方法，建立与星下点轨迹成角推扫的动中成像，包括以下步骤：S100、计算惯性坐标系到轨道坐标系的转移矩阵；S200、计算轨道坐标系到卫星本体坐标系的转移矩阵；S300、计算成像目标点D相对像面的移动速度：S400、基于S300计算获得积分时间：S500、基于积分时间，判断TDICCD相机是否满足成像，不满足重新规划姿态机动角速度；S600、基于相对速度，计算偏流角；S700、对偏流角进行修正，从而实现适用TDICCD光学卫星的动中成像；计算了动中成像中TDICCD的积分时间，通过规划动中成像中的姿态机动角速度，满足TDICCD相机成像，适用于动中成像；偏流角修正方法，在偏流角计算模型上，引入了卫星的主动推扫角速度，适用于动中成像。适用于动中成像。
【技术实现步骤摘要】
一种适用TDICCD光学卫星动中成像姿态调整方法
[0001]本专利技术涉及卫星姿态调整
，具体为一种适用TDICCD光学卫星动中成像姿态调整方法。
技术介绍
[0002]传统对地观测卫星在成像时，其滚动、俯仰姿态均处于稳定状态，即滚动、俯仰姿态角速度接近于零，卫星依靠轨道运行速度实现对地面目标的被动推扫成像，推扫方向与卫星飞行方向平行。为了提高卫星的成像效率，或实现非平行于卫星飞行方向的条带推扫，卫星逐渐发展了一种动中成像模式。在动中成像过程中，卫星将具有一个主动的推扫角速度，此时卫星的滚动、俯仰姿态角速度均不再为零，且将随时间变化。传统TDICCD光学卫星在成像时，需要进行偏流角修正，来保证卫星上相机的推扫方向与像移的速度方向一致，从而实现推扫成像。对TDICCD光学卫星动中成像卫星来说，由于滚动、俯仰角速度的引入，会对TDICCD积分时间产生影响，姿态调整方法需要从载荷角度限制姿态角速度的调整，另外一方面，为了保证相机的推扫方向与像移的速度方向一致，同样也需要进行偏流角的主动控制。但是，由于卫星在滚动和俯仰方向上具有主动的旋转角速度，因此导致动中成像时的卫星姿态控制方法与稳态时存在较大差异。传统的卫星偏流角计算只涉及到稳定姿态时的被动推扫成像，未考虑滚动和俯仰角速度的影响，因此已经不能满足动中成像的要求。
[0003]现有的姿态修正方法存在以下不足：
[0004]1、不具备动中成像的姿态调整方法
[0005]目前成像卫星的姿态调整方法，无法实现具有主动推扫角速度的动中成像方式，只能够实现卫星沿轨道运行的被动推扫成像方式。现有的姿态调整方法已经无法满足卫星对地跟踪等复杂任务的曲线条带成像模式。
[0006]2、偏流角修正方法未引入主动推扫角速度
[0007]目前偏流角修正方法，在偏流角计算模型的处理上，未引入卫星的滚动和俯仰姿态角速度，即滚动、俯仰姿态角速度设置为零，无法满足卫星滚动、俯仰姿态角速度不为零的动中成像模式。
[0008]3、未从TDICCD光学载荷角度约束动中成像姿态角调整方法。
[0009]因此，设计一种适用TDICCD光学卫星动中成像姿态调整方法是很有必要的
技术实现思路
[0010]本专利技术的目的在于提供一种适用TDICCD光学卫星动中成像姿态调整方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0011]为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：
[0012]一种适用TDICCD光学卫星动中成像姿态调整方法，建立与星下点轨迹成η角推扫的动中成像，包括以下步骤：
[0013]S100、计算惯性坐标系O
i
x
i
y
i
z
i
到轨道坐标系O
o
x
o
y
o
z
o
的转移矩阵R
oi
：
[0014][0015]其中：i为卫星运行的太阳同步轨道与太阳黄道面的夹角，f为真近点角，ω为近地点幅角，Ω为升交点赤经；
[0016]S200、计算轨道坐标系O
o
x
o
y
o
z
o
到卫星本体坐标系O
b
x
b
y
b
z
b
的转移矩阵R
bo
：
[0017][0018]其中：α为卫星绕O
o
z
o
转动η角度后再绕卫星本体O
b
y
b
轴的转动角；
[0019]S300、计算成像目标点D相对像面的移动速度：
[0020][0021]其中：ωe为地球自转角速度，ωo为轨道角速度，ωη为姿态机动角速度，R为地球半径，L为摄影点至卫星的斜距(缺少小o与小b的标识说明)；
[0022]S400、基于S300获得的V
相对
计算获得积分时间：
[0023][0024]其中：d0为TDICCD器件的像元尺寸，f为星上相机的焦距；
[0025]S500、根据S400获得的T
int
，判断TDICCD相机是否满足成像，不满足重新规划姿态机动角速度ω
η
；
[0026]S600、根据S300获得的计算偏流角为计算偏流角为
[0027]S700、对偏流角进行修正，从而实现适用TDICCD光学卫星的动中成像。
[0028]根据上述技术方案，所述S100的惯性坐标系O
i
x
i
y
i
z
i
与轨道坐标系O
o
x
o
y
o
z
o
的转移操作为：
[0029]卫星绕轨道坐标系O
o
z
o
轴，即卫星本体O
b
z
b
轴转动η角度后，其中η≥90
°
，再绕卫星本体O
b
y
b
轴以姿态机动角速度ω
η
与轨道方向成η角进行推扫成像，某一时刻，推扫角等于角α时，推扫成像目标点为D点，从而构建相对坐标系。
[0030]根据上述技术方案，所述S300中计算公式的各项具体为：
[0031]A)项为目标点D的在惯性坐标系下的绝对运动速度，转换为相机坐标系中，则有：R
bo
((R
oi
[ω
e
]i
)
×
[R]o
)；
[0032]B)项为目标点D由于轨道运动坐标系的转动而带来的牵连速度，转换为相机坐标系中，则有：R
bo
[[ω
o
]o
×
[R]o
]；
[0033]C)项为目标点D由于卫星本体坐标系的转动而带来的牵连速度，在相机坐标系中，则有：[ω
η
]b
×
[L]b
。
[0034]根据上述技术方案，所述S700的偏流角修正方法为：
[0035]返回S100重复操作进行推扫成像，而后绕卫星本体O
b
z
b
轴调整ψ角后，即可实现适用TDICCD光学卫星的动中成像。
[0036]与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果是：
[0037]1、本专利技术计算了动中成像中TDICCD的积分时间，通过规划动中成像中的姿态机动角速度，满足TDICCD相机成像，适用于动中成像；
[0038]2、本专利技术的偏流角修正方法，在偏流角计算模型上，引入了卫星的主动推扫角速度，适用于动中成像。
附图说明
[0039]图1为本专利技术的示例投射示意图。
具体实施方式
[0040]下面将结合本专利技术实施例中的附图本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种适用TDICCD光学卫星动中成像姿态调整方法，其特征在于，建立与星下点轨迹成η角推扫的动中成像，包括以下步骤：S100、计算惯性坐标系O
i
x
i
y
i
z
i
到轨道坐标系O
o
x
o
y
o
z
o
的转移矩阵R
oi
：其中：i为卫星运行的太阳同步轨道与太阳黄道面的夹角，f为真近点角，ω为近地点幅角，Ω为升交点赤经；S200、计算轨道坐标系O
o
x
o
y
o
z
o
到卫星本体坐标系O
b
x
b
y
b
z
b
的转移矩阵R
bo
：其中：α为卫星绕O
o
z
o
转动η角度后再绕卫星本体O
b
y
b
轴的转动角；S300、计算成像目标点D相对像面的移动速度：其中：ω
e
为地球自转角速度，ω
o
为轨道角速度，ω
η
为姿态机动角速度，R为地球半径，L为摄影点至卫星的斜距(缺少小o与小b的标识说明)；S400、基于S300获得的V
相对
计算获得积分时间：其中：d0为TDICCD器件的像元尺寸，f为星上相机的焦距；S500、根据S400获得的T
int
，判断TDICCD相机是否满足成像，不满足重新规划姿态机动角速度ω
η
；S600、根据S300获得的计算偏流角为计算偏流角为S700、对偏流角进行修正，从而实现适用TDICCD光学卫星的动中成像。2.根据权利要求1所述的一种适用TDICCD光学卫星动中成像姿态调整方法，其特征在于：所述S100的惯...
【专利技术属性】
技术研发人员：张雅彬，黄群东，常正勇，杨佳文，
申请(专利权)人：北京钧天航宇技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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