[发明专利]面向月基对地观测影像的投影极坐标几何表达方法

权利要求书

1.一种面向月基对地观测影像的投影极坐标几何表达方法，其特征在于，

包括以下步骤：

定义月基对地观测影像投影极坐标系：

定义空间坐标系的原点O为坐标系的极点；月下点o是月球上的布设的传感器与地球中心连线与地球表面的交点；投影面S为月下点与地中心点连线oO且过空间坐标系原点的平面；以月下点o指向地球北极点N的方向ON在平面S的投影方向为坐标系极轴0度方向；对椭球面一点P，其弧长长度用l表示；P点在S平面的投影点P′距极点O的长度OP′用ρ表示，则ρ为P点的极径，θ表示OP′到OA的角度，则θ为点P的极角；

建立所述月基对地观测影像投影极坐标和月基影像空间直角坐标系之间的转换关系：

月基观测地球表面上的任一点用空间直角坐标系(X,Y,Z)表示，则该点用投影极坐标系(ρ，θ)表达如下：

S:X·X₀+Y·Y₀+Z·Z₀＝0 (2)

其中，(X₀,Y₀,Z₀)为已知的月下点o的空间坐标值，(X′,Y′,Z′)为(X,Y,Z)垂直投影到平面S上的空间直角坐标，(X′_n,Y′_n,Z′_n)为北极点N在垂直投影到平面S上的坐标值；

建立基于不同地球参考模型约束下的所述月基影像空间直角坐标系与地表地理坐标系之间的关系，所述地球参考模型分别为标准球体、参考椭球体或顾及地表高度的参考椭球。

2.根据权利要求1所述的面向月基对地观测影像的投影极坐标几何表达方法，其特征在于，

所述极角θ在大于等于0°小于360°的范围内。

3.根据权利要求1所述的面向月基对地观测影像的投影极坐标几何表达方法，其特征在于，

采用标准球为地球参考模型，所述地表地理坐标系为大地坐标系(L,B)时，

所述大地坐标系(L,B)与所述月基影像空间直角坐标系(X,Y,Z)的转换关系如下：

X＝R·cosB·cosL (4)

Y＝R·cosB·sinL (5)

Z＝R·sinB (6)

其中，R为地球半径，R＝6370856m。

4.根据权利要求3所述的面向月基对地观测影像的投影极坐标几何表达方法，其特征在于，

所述投影极坐标中极径ρ与地球表面距离l(弧长)的关系，用解析式表达如下

5.根据权利要求1所述的面向月基对地观测影像的投影极坐标几何表达方法，其特征在于，

采用参考椭球体为地球参考模型，所述地表地理坐标系为大地坐标系(L,B)时，

所述大地坐标系(L,B)与所述月基影像空间直角坐标系(X,Y,Z)的转换关系如下：

X＝N·cosB·cosL (9)

Y＝N·cosB·sinL (10)

Z＝[N·(1-e²)]·sinB (11)

其中，N为卯酉圈曲率半径。

6.根据权利要求1所述的面向月基对地观测影像的投影极坐标几何表达方法，其特征在于，

采用顾及地表高度的参考椭球体为地球参考模型，所述地表地理坐标系为大地坐标系(L,B,H)时，

所述大地坐标系(L,B,H)与空间直角坐标系(X,Y,Z)的转换关系如下：

X＝(N+H)·cosB·cosL (12)

Y＝(N+H)·cosB·sinL (13)

Z＝[N·(1-e²)+H]·sinB (14)

其中，H代表观测地表的海拔高度，N为卯酉圈曲率半径。