[发明专利]卫星的测距方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及激光测量技术领域，尤其涉及一种卫星的测距方法和装置。

背景技术

随着人们对空间信息需求的迅速增加，各种空间技术得到广泛的发展。星载激光测高仪是天基目标测量系统的重要组成部分，可以大范围、大空间、全天候和实时地观测地球和空间环境变化，在地质灾害预报，地形测绘以及大气监测等方面发挥非常重要的作用。

设目标距离为R，该R为卫星以一定的角度向地面发射激光束，到底地面的S点后，卫星和S点之间的距离。在理想情况下，设上述卫星从向地面发射激光束到接收到地面返回的激光束的时间间隔为t，光在真空中的传播速度为c，光传播介质的折射率为n，则有：

R=ct2n---(1)]]>

由于星载激光测高仪的工作高度很高，工作环境特殊，其测距精度会受到多方面因素的影响，上述因素主要包括：

1、不同地物、不同地形特征对回波脉冲的影响以及对测距精度的影响；

2、卫星传输路径对测距精度的影响；

3、卫星姿态误差及飞行速度对测距精度的影响，该因素对测距精度的影响尤其显著；

4、激光测距系统发射光轴与接收光轴的确定精度对测距精度的影响；

5、时间测量误差对测距精度的影响；

6、回波提取对测距精度的影响。

现有技术中还没有在考虑卫星姿态误差以及飞行速度引起的测距误差的情况下，如何计算卫星的测距结果的方法。

发明内容

本发明的实施例提供了一种卫星的测距方法和装置，以实现在考虑卫星姿态误差以及飞行速度的情况下，获取卫星的测距结果。

一种卫星的测距方法，包括：

卫星在t时刻于S点向地面以角度θ发射激光束，所述卫星以速度飞行，位于平行地面的平面内，所述卫星在M点接收所述地面返回的激光束；

测量出所述卫星发射所述激光束的时间和接收所述地面返回的激光束的时间之间的时间间隔Δt；测量出所述卫星在所述t时刻的姿态误差参数，该姿态误差参数包括俯仰角α和滚转角β；

根据所述卫星所发送和接收的激光束、所述时间间隔Δt和所述姿态误差参数，计算出卫星的测距结果。

一种卫星的测距装置，包括：

激光发射和接收模块，用于在t时刻于S点向地面以角度θ发射激光束，在所述卫星以速度飞行，位于平行地面的平面内时，在M点接收所述地面返回的激光束；

时间间隔测量模块，用于测量出所述卫星发射所述激光束的时间和接收所述地面返回的激光束的时间之间的时间间隔Δt；

卫星姿态误差测量模块，用于测量出所述卫星在所述t时刻的姿态误差参数，该姿态误差参数包括俯仰角α和滚转角β；

测距结果获取模块；用于根据所述激光发射和接收模块所发送和接收的激光束、所述时间间隔测量模块所测量出的时间间隔Δt和所述卫星姿态误差测量模块所测量出的姿态误差参数，计算出所述卫星的测距结果。

由上述本发明的实施例提供的技术方案可以看出，本发明实施例建立了卫星的测距结果的理想测量模型和实际测量模型，描述卫星姿态误差以及飞行速度对激光测距的影响，给出了测距结果的修正值公式，从而实现了在考虑卫星姿态误差以及飞行速度的情况下，获取卫星的测距结果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一提供的一种基于卫星姿态误差的计算卫星的测距结果的方法的处理流程流程图；

图2为本发明实施例一提供的一种卫星轨道坐标系o-xyz的示意图；

图3为本发明实施例一提供的一种卫星测距的理想测量模型示意图；

图4为本发明实施例一提供的一种存在姿态误差和飞行速度时卫星测距结果的实际测量模型示意图；

图5为本发明实施例一提供的另一种存在姿态误差时的卫星的测距结果的实际测量模型示意图；