[发明专利]一种基于光变曲线的卫星本体尺寸计算方法

权利要求书

1.一种基于光变曲线的卫星本体尺寸计算方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1.观测获取卫星的光度信息；

步骤2.轨道计算获取光照可视关系参量；

步骤3.观测数据的可用性校验：

对整个数据段内的数据点对应的光照可视关系进行校验，检验是否满足计算要求；

具体步骤为：

步骤3.1)将太阳和测站的位置信息转换到直角坐标系中：

和 （2），

式中，

As为太阳在星体坐标系下的方位角，hs为太阳在星体坐标系下的高度角，Am为测站在星体坐标系下的方位角，hm为测站在星体坐标系下的高度角；

步骤3.2）计算两个矢量分别与星体坐标系各个面的夹角，太阳矢量和测站矢量与星体坐标系的xy，xz，yz平面夹角分别为、、和、、，则有，直线与平面夹角不大于180度：

（3），

步骤3.3）照射面与可视面一致性检查：

按以下公式判断：

（4），

其中，分别为卫星三对立面a和、b和、c和是否可见的标识量，当k_a=1时，a面和面其中有一个面是可见的，当k_a=0时，a面和面均不可见，当k_b=1时，b面和面其中有一个面是可见的，当k_b=0时，b面和面均不可见，当k_c=1时，c面和面其中有一个面是可见的，当k_c=0时，c面和面均不可见；

步骤4.卫星主体尺寸计算:

以卫星的三个立面的面积作为待估计参量，对不同时间点的光照可视关系、测量的星等值、反照率为输入量进行最小二乘法估计，计算出三个立面的面积，进而计算出长宽高的尺寸。

2.根据权利要求1所述的计算方法，其特征在于，所述步骤1的具体步骤为：

步骤1.1拍摄光度标定辅助图像：本底图像、平场图像、标准星图像；

步骤1.2拍摄卫星图像；

步骤1.3对图像进行本底校正和平场校正；

步骤1.4孔径测光，认证图像中的观测目标，计算目标的半高全宽；

步骤1.5计算卫星的仪器星等，根据卫星的半高全宽，选择天光孔径大小，去除天光背景对卫星测光的影响，得到卫星的仪器星等；

步骤1.6选择LANDOLT星作为测光的标准星，计算转换得到卫星的视星等，进行流量定标，得到卫星的视星等。

3.根据权利要求1所述的计算方法，其特征在于，所述步骤2的具体步骤为：

步骤2.1利用SGP4或SDP4模型进行卫星Tle轨道根数的外推预报计算，获取当前历元轨道坐标系下的坐标矢量；

步骤2.2将卫星在当前历元轨道坐标系下矢量转换至站心赤道坐标系下，计算卫星至站心的距离－斜距R；

步骤2.3卫星在当前历元轨道坐标系下位置和速度矢量转换至当前历元真赤道真春分点坐标系下的位置矢量和速度矢量；

步骤2.4同时获取太阳和测站在历元真赤道真春分点坐标系中的位置矢量和；

步骤2.5根据位置矢量和速度矢量建立星体坐标系；

步骤2.6根据上述建立的星体坐标系，将太阳和测站的位置矢量和转换至星体坐标系下的方位角和高度角，获得参数As，hs和Am，hm。

4.根据权利要求1所述的计算方法，其特征在于，所述步骤4的具体步骤为：

步骤4.1)xy、xz、yz平面可看到的面积系数分别为，

（5）,

其中，t为太阳与O的空间夹角，，

（6），

可看到的总面积S为：

（7）

其中，a、b、c分别为目标三个面面积,则可得，

（8）

其中，为反射率,v取值为0.1，为目标星等，为斜距；

4.2) 以卫星的三个立面的面积a、b、c作为待估计参量，对不同时间点的光照可视关系、测量的星等值、反照率为输入量进行最小二乘法估计，根据计算得到的三个立面的面积a、b、c，进而计算出长宽高的尺寸x_c、y_c、z_c：

（9）。