[发明专利]一种结合卫星轨道特性的光学遥感器信噪比确定方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种结合卫星轨道特性的光学遥感器信噪比确定方法，特别涉及一种结合卫星轨道特性的应用于空间光学遥感器信噪比确定方法，属于航天光学遥感技术领域。

背景技术

随着高分辨率卫星的迫切需求，空间光学遥感器不断发展，信噪比是空间光学相机设计的重要指标之一，它用于表征相机的辐射性能和评价相机图像质量。科学合理的设计遥感器信噪比成为遥感器研制初期的核心任务，是保证最终在轨获取高图像质量的关键。当前光学遥感器信噪比的确定方法是分析在一定太阳高度角和一定地面反射率条件下的信噪比值，设计光学遥感器的硬件指标，包括遥感器口径、积分级数，使之满足总体对遥感器信噪比的要求。这就导致了实际成像过程中，当太阳高度角与地面反射率没有达到设计时的值，遥感器在轨获取的图像信噪比将低于指标要求，使得图像偏暗，清晰度不够。如2009年第12月第06期《中国空间科学技术》上，北京空间机电研究所阮宁娟等人发表的《空间TDICCD相机动态信噪比计算方法研究》一文公开了遥感卫星轨道模型的建立，并计算任一时刻任一观测目标的信噪比的方法。2009年第29卷01期《空间科学学报》上，中国科学院长春光学精密机械与物理研究所钟兴等人发表的《基于目标的全色TDICCD空间相机信噪比分析》一文建立了光能量从待观测日标到空间相机入瞳的亮度传递数学模型，提出了一种基于目标的全色TDICCD空间相机信噪比快速预估计算方法。上述2篇公开论文都建立了从目标到遥感器的数学模型，以及提出TDICCD遥感器的信噪比计算方法，但均尚未提出将卫星轨道与遥感器信噪比设计相结合，指导光学遥感器的初期设计。

因此迫切需要结合卫星轨道特性的光学遥感器信噪比确定方法，根据轨道特性实时在轨调整积分级数和增益，保证最佳的图像质量。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供了一种结合卫星轨道特性的光学遥感器信噪比确定方法，本发明在对光学遥感器的信噪比进行确定时结合了卫星飞行轨道，从而保证卫星在轨飞行时光学遥感器可获取足够的能量，使得图像质量较佳。

本发明的技术解决方案是：一种结合卫星轨道特性的光学遥感器信噪比确定方法，步骤如下：

(1)卫星沿圆锥曲线运动，圆锥曲线的焦点F位于地心，则卫星轨道方程写成地心距r为：

r=a(1-e2)1+ecosf]]>

卫星偏近点角E与真近点角f的关系是：

acosE＝ae+rcosf

bsinE＝rsinf

则卫星在以焦点F为原点的坐标位置为：

rcosf＝a(cosE-e)

rsinf=a1-e2sinE]]>

r＝a(1-ecosE)

其中：e为卫星轨道偏心率；

a为卫星轨道长半轴；

b为卫星轨道短半轴；

(2)根据卫星在轨道上运动的近地点时刻t_p，以及近地点时刻t_p对应的真近点角f，此时f＝0，得到GMT时刻卫星偏近点角E与时间关系为：