[发明专利]一种针对面阵成像的用户设定区域最优分解方法

权利要求书

1.一种针对面阵成像的用户设定区域最优分解方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤(一)、将地面待观测区域的封闭边界离散为N个待观测点；将N个带观测点的经纬度信息集合为[λ_l,σ_l]；其中，λ_l为第l个待观测点的经度；σ_l为第l个待观测点的纬度；3≤l≤N，且l为正整数；

步骤(二)、建立惯性坐标系OXYZ，根据步骤(一)中，第^l个待观测点的经纬度[λ_l,σ_l]，获得第l个待观测点在惯性坐标系OXYZ下的位置坐标为R；并测量获得卫星相对于惯性坐标系的位置r和速度v；

步骤(三)、建立轨道坐标系O1X1Y1Z1，计算卫星在轨道坐标系O1X1Y1Z1中X1方向的单位矢量u_x、Y1方向的单位矢量u_y和Z1方向的单位矢量u_z；

步骤(四)、建立卫星本体坐标系，计算卫星从轨道坐标系转换为本体坐标系的转换矩阵L_ob；计算卫星的滚动角俯仰角θ；

步骤(五)、卫星相机的视场为正方形，边长为α；当正方形卫星相机视场的左下角对准其中一个待观测点时，根据步骤(四)计算得到本体坐标系下卫星的俯仰角为θ，滚动角为σ；将N个带观测点的经纬度信息集合[λ_l,σ_l]转换为卫星的姿态数组令θ₀＝min(θ_l)，dθ＝max(θ_l)-θ₀；其中，为卫星滚动角的最小值；为卫星滚动角相应方向的张角；θ₀为卫星俯仰角的最小值；dθ为卫星俯仰角相应方向的张角；

步骤(六)、将多个正方形卫星相机视场按照N_R行×N_C列的方式，相邻排列成矩形矩阵M_ij；其中，1≤i≤N_R,且i为正整数；1≤j≤N_C,且j为正整数；实现矩阵M_ij覆盖地面待观测区域；计算矩阵M_ij的行数N_R和列数N_C；根据步骤(五)，计算每个正方形卫星相机视场4个顶点在本体坐标系下的姿态数值区域p；矩形矩阵M_ij中每个元素代表一个正方形卫星相机视场对应的姿态数值区域p；

步骤(七)、依次将姿态数组的值依次代入一个正方形卫星相机视场对应的姿态数值区域p；判断该方形卫星相机视场的姿态数值区域p选取或遗弃；重复i×j次，判断矩阵M_ij所有元素代表的方形卫星相机视场的姿态数值区域p选取或遗弃。

2.根据权利要求1所述的一种针对面阵成像的用户设定区域最优分解方法，其特征在于：所述步骤(二)中，惯性坐标系的建立方法为：原点O为地球质心，X轴指向春分点，Z轴为地球自转轴并指向北极，Y轴根据右手法则确定。

3.根据权利要求1所述的一种针对面阵成像的用户设定区域最优分解方法，其特征在于：所述步骤(三)中，轨道坐标系的建立方法为：原点O1为卫星质心，Z1轴为卫星质心到地心，X1轴为航天器的速度方向，Y1轴根据右手法则确定。

4.根据权利要求3所述的一种针对面阵成像的用户设定区域最优分解方法，其特征在于：所述步骤(三)中，X1方向的单位矢量u_x、Y1方向的单位矢量u_y和Z1方向的单位矢量u_z的计算方法为：

5.根据权利要求1所述的一种针对面阵成像的用户设定区域最优分解方法，其特征在于：所述步骤(四)中，本体坐标系的建立方法为：原点O2为卫星质心，X2轴垂直星箭分离面，沿卫星的纵轴方向；Z2轴在星箭分离面内，指向卫星对地面，Y2轴与X2、Z2构成右手法则。