[发明专利]星载自主引导成像地面验证方法

说明书

本发明提供了一种星载自主引导成像地面验证方法，本发明通过地面数据驱动场景演示及结果数据输出的方法验证星载自主引导成像算法及偏流角计算方法的正确性。通过动力学数据及遥测数据驱动STK场景，可显示引导正确性并计算引导精度；通过STK矢量计算功能，输出成像时刻卫星指向视轴与地球的交点的矢量在相机坐标系下的三轴速度分量来计算偏流角，从而验证星载偏流角算法的正确性。本发明为卫星正确的完成自主成像任务提供了有效的验证手段。

技术领域

本发明涉及航天空间遥感成像任务技术领域，具体地，涉及星载自主引导成像地面验证方法。

背景技术

TDICCD相机对目标指向通常需要摆动机构，可以依靠摆镜实现滚动方向的侧摆，使得调整后的视场，随着卫星飞行，将在某时刻恰好能够拍摄到特定地面目标。同时，由于是线阵扫描，需要修正偏流角，航天器在轨成像期间，由于地球本身自转和航天器平台稳定度等原因，使得线阵的运动方向和相机实际成像方向并不相同，两者之间的夹角即为偏流角，像在像平面的速度即为像移速度。为保证对目标成像清晰，必须使得积分时间内光生电荷包的转移与焦平面上的像的运动保持同步。因此，需要通过适当的补偿技术来尽量减小偏流角，这里采用绕视轴姿态机动的方法补偿偏流角。由像移速度大小和偏流角来描述的像移速度矢量的快速、高效、准确解算为卫星高精度控制提供依据，因此是高分辨率清晰成像的重要前提。

星载任务实现上述过程的解算以后需要在地面验证算法的正确性，本发明解决的问题是指向的验证以及可以进一步指向偏流角的验证，并且将成像任务过程进行三维演示，创造性的解决了直观显示计算结果正确与否的问题。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种自主成像任务地面验证的方法。

根据本发明提供的一种星载自主引导成像地面验证方法，包括如下步骤：

步骤A：在场景中建立卫星；

步骤B：通过卫星指向视轴与经过成像目标最近点的时刻，验证自主引导成像时刻计算的正确性。

优选地，所述步骤B包括如下步骤：

步骤B-1：设置场景的解算起始时刻，记为时刻t0；

步骤B-2：修改卫星相机视场敏感器的水平角为0.0001°；单步播放场景，观察该卫星相机视场经过目标的时刻，记为时刻t1，其中，时刻t1与成像时刻之差即为成像时刻解算误差；

步骤B-3：修改卫星相机视场敏感器的垂直角为0.0001°；设置场景时刻为成像时刻，量取地面目标与相机视场的距离L，该距离L与卫星飞行高度的比值折合为角度，即为摆角控制量的解算误差；若摆角控制量的解算误差超过设定阈值，则认为自主引导成像时刻计算的不正确，否则，认为自主引导成像时刻计算的正确。

优选地，所述距离L与卫星飞行高度的比值根据如下计算式折合为角度：

(距离L与卫星飞行高度的比值/600)*(180/π)。

优选地，还包括如下步骤：

步骤C：通过输出成像时刻卫星指向视轴与地球的交点的矢量在相机坐标系下的三轴速度分量来计算偏流角，验证星上偏流角计算正确性。

优选地，所述步骤C如下步骤：

步骤C-1：提取卫星指向视轴与地球地面交点处的经纬度；

步骤C-2：建立地面站，地面站的位置在卫星指向视轴与地球地面交点处：

步骤C-3：建立矢量Vector_Sat2Tar，其中，所述矢量Vector_Sat2Tar为从卫星到卫星指向视轴与地球地面交点处的矢量；