[发明专利]对地面点目标推扫成像任务参数的星载求解方法

权利要求书

1.一种对地面点目标推扫成像任务参数的星载求解方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：建立坐标系，所述坐标系包括瞬时惯性坐标系、卫星轨道坐标系、卫星本体坐标系、虚拟相机坐标系、虚像平面坐标系，并定义卫星、地面目标、地心三者间的矢量；

步骤2：利用建立的坐标系辅助建立包含摆镜的光学系统等效光路；

步骤3：获取卫星星下点太阳高度角，并判断满足成像的光照条件后，在包括卫星位置、卫星速度、地面目标位置以及系统时间在内的WGS84坐标系下获取卫星和地面目标的各项信息；

步骤4：利用卫星星下点太阳高度角信息，WGS84坐标系下卫星和地面目标的各项信息求解出卫星和地面目标在瞬时惯性坐标系下的运动状态表征参数，所述运动状态表征参数包括：卫星位置、卫星速度、卫星轨道角动量、卫星的倾角、升交点赤经、轨道角速度、实时轨道幅角、卫星轨道坐标系的转换矩阵及变化率以及卫星轨道坐标系到卫星本体坐标系的转换矩阵；

步骤5：根据卫星和地面目标在WGS84坐标系下的运动状态表征参数计算出地面目标在瞬时惯性坐标系下的坐标和变化率随时间变化的表达式；

步骤6：根据卫星和地面目标在瞬时惯性坐标系下的运动状态表征参数、地面目标坐标随时间变化参数以及地面目标变化率随时间变化参数计算出地面目标在卫星本体坐标系下的坐标和变化率随时间变化的表达式；

步骤7：根据卫星本体坐标系下的坐标和变化率随时间变化参数建立约束方程，并求解出成像任务参数，所述成像任务参数包括：相机指向调整参数和成像开始时刻。

2.根据权利要求1所述的对地面点目标推扫成像任务参数的星载求解方法，其特征在于，所述步骤1包括：

步骤1.1：建立坐标系，所述坐标系包括瞬时惯性坐标系、卫星轨道坐标系、卫星本体坐标系、虚拟相机坐标系、虚像平面坐标系；

-瞬时惯性坐标系O_ex_iy_iz_i，O_ex_i轴在地球赤道平面内，指向GPS时刻的WGS84坐标系X轴方向；O_ez_i轴垂直于地球赤道平面，与地球自转角速度矢量方向一致；O_ey_i与O_ex_i、O_ez_i轴垂直，且构成右手坐标系；所述坐标系简称I系；

-卫星轨道坐标系O_sx_oy_oz_o，O_s表示原点，即卫星质心；O_sx_o轴在卫星轨道平面内，指向卫星的运动方向；O_sz_o轴指向地心；O_sy_o与O_sx_o、O_sz_o轴垂直，且构成右手坐标系；所述坐标系简称O系；

-卫星本体坐标系O_sx_by_bz_b，O_s表示原点，即卫星质心；O_sx_b轴沿卫星飞行方向，O_sz_b轴与O_sy_b轴、O_sx_b轴构成右手坐标系；当卫星处于标称零姿态运动时，O_sx_b、O_sy_b、O_sz_b轴分别与O_sx_o、O_sy_o、O_sz_o轴平行，且方向相同；所述坐标系简称b系；

-虚拟相机坐标系O_cx_cy_cz_c，O_c表示原点，即摆镜虚相机的摄像中心；O_cx_cy_c平面为物镜平面；O_cz_c轴沿光轴方向，摆镜无摆角时O_cx_c、O_cy_c轴与轨道系重合，构成右手坐标系；所述坐标系简称c系；

-虚像平面坐标系O_px_py_p，O_p表示原点，即相机像平面光轴中心处；相机像平面法线与O_cz_c轴平行，且O_px_p、O_py_p轴分别与O_cx_c、O_cy_c平行，且方向相同；所述坐标系简称p系；

步骤1.2：定义卫星、地面目标、地心三者间的矢量；

-R_et用于描述地面目标，表示从I系原点指向地面目标的矢量；

-R_es用于描述卫星位置，表示从I系原点指向卫星质心的矢量；

-R_st用于描述地面目标相对卫星位置，表示从卫星质心指向地面目标的矢量；

-R_ct用于描述地面目标相对相机位置，表示从c系原点指向地面目标的矢量；

表示在I系中的位置矢量R_et；

表示在轨道系O系中的位置矢量R_es。