[发明专利]一种预先确定星载激光测高仪的足印位置的方法

权利要求书

1.一种预先确定星载激光测高仪的足印位置的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤1，计算激光测高仪在卫星本体坐标系中的指向M_{b_l}，步骤1具体包括以下子步骤：

步骤1.1，预估激光测高仪与平台之间的安装角(α_r,β_r)；其中，根据下式预估激光测高仪与平台之间的安装角：

其中，(α_r,β_r)为预估的安装角，表示从1层至3层逐层计算，α_i、β_i表示第i层遍历的安装角，表示括号内第i层取最小值时对应的α_i、β_i，并将其赋值给α₀、β₀，q(i)为第i层遍历间隔，p(i)为第i层的区域间隔，表示对括号内进行遍历，行遍历序号m，列遍历序号n，E(α_i,β_i)为α_i、β_i指向下计算某轨的高程值与已知高程值之间的标准差；

步骤1.2，基于步骤1.1预估的安装角，计算激光测高仪在卫星本体坐标系中的指向M_{b_l}；

步骤2，将激光测高仪的指向从卫星本体坐标系旋转至轨道坐标系M_{o_l}；

步骤3，将激光测高仪的指向从轨道坐标系旋转至地球固定坐标系，获得激光测高仪在地球固定坐标系下的指向M_{T_l}；

步骤4，通过计算地球固定坐标系下的激光测高仪的指向与地球椭球的交点，确定星载激光测高仪的足印位置，其中，所述步骤4具体包括以下子步骤：

步骤4.1，根据下述公式计算激光指向与地球椭球相交的地球固定坐标系下的地面点坐标(X₁,Y₁,Z₁)：

其中，M_T＝[X₁ Y₁ Z₁]^T，X₁、Y₁和Z₁为待求的激光指向与地球椭球相交的地球固定坐标系下的地面点坐标，μ为待求的比例系数，M_{T_l}为激光测高仪在地球固定坐标系下的指向，P₀为卫星激光质心在地球固定坐标系的坐标值，a和b分别为地球椭球长半轴和短半轴长度，h为地面大地高程；

步骤4.2，根据下述公式将地球固定坐标系下的地面点坐标(X₁,Y₁,Z₁)转换成大地经纬度坐标系下的地面点坐标(L,B,H)：

其中，e₁和e₂分别为第一偏心率和第二偏心率，a和b分别为地球椭球长半轴和短半轴长度，X₁、Y₁、Z₁为通过步骤4.1计算出的激光指向与地球椭球相交的地球固定坐标系下的地面点坐标。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤4还包括：

步骤4.3，通过迭代计算，获得精确的星载激光足印位置。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤4.3具体包括：将步骤4.2计算得到的地面点坐标(L,B)代入到高程数据中，重新内插得到更精确的高程值H'，将计算得到的H'代入到步骤4.1和步骤4.2进行迭代运算，以得到精确的星载激光足印位置。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤1.2中，根据下述公式计算激光测高仪在卫星本体坐标系中的指向：

式中，M_{b_l}为步骤1待求的激光测高仪在卫星本体坐标系中的指向，α_r、β_r为步骤1.1求得的激光测高仪的安装角。