[发明专利]一种遥感器光轴指向精度在轨矫正方法

说明书

本发明实施例公开了一种遥感器光轴指向精度在轨矫正的方法。该方法包括根据必要条件公式计算，分析遥感器是否满足观测目标恒星的必要条件；通过调整调焦机构，使得像面处于预设焦面距离；在像面处于预设焦面距离后，采用带阈值的矩心法确定目标恒星的像点位置；根据所述目标恒星的像点位置，按照像偏移距离公式、方位距离公式、俯仰距离公式和偏移角公式分别计算获得目标恒星的实际成像点位置与观测仪焦点之间的距离、方位距离、俯仰距离和偏移角；将获得的偏移角作为遥感器当前光轴指向的固定误差，并根据所述固定误差修正遥感器的当前光轴指向位置。该方法能够在轨矫正光轴指向，从而有效地提高遥感器的光轴指向精度。

技术领域

本发明涉及遥感器的技术领域，具体涉及一种遥感器光轴指向精度在轨矫正方法。

背景技术

大气层中的部分痕量气体元素具有垂直分布特性且呈现出较大的梯度。例如500米的地球临边切向的高度误差将导致平流层臭氧反演误差增加10％，对流层臭氧反演误差增加20％。当观测距离较远(如大于3000公里)时，扫描镜定位角度1’的误差将造成临边切向高度1km的误差，因此对痕量气体的临边观测需要精确地控制光轴在地球临边切向上的高度，以保证大气成分垂直分布的反演精度。

通过应用高精度编码器和精密轴系，扫描镜的转动角度能够达到很高的控制精度。但仍有多个系统误差和随机误差难以在地面精确标定，例如仪器光轴与卫星平台的安装误差，卫星平台的姿态误差，季节变化导致的温度漂移使光机组件产生误差，轴系自身的误差。本方法适合我国痕量气体观测仪在轨临边定位精度的修正，满足痕量气体反演的精度要求。

针对现有技术中扫描镜对痕量气体观测在轨临边定位精度存在误差的问题，急需一种遥感器光轴指向精度在轨矫正的方法，从而有效地提高遥感器的光轴指向精度。

发明内容

针对现有技术中扫描镜对痕量气体观测在轨临边定位精度存在误差的问题，本发明实施例提供一种遥感器光轴指向精度在轨矫正的方法，从而有效地提高遥感器的光轴指向精度。

该遥感器光轴指向精度在轨矫正的方法的具体方案如下：一种遥感器光轴指向精度在轨矫正的方法，包括：步骤S1：根据必要条件公式计算，分析遥感器是否满足观测目标恒星的必要条件；若满足，则进入步骤S2，否则，对遥感器光学参数进行适应性的修改直至满足S1；步骤S2：通过调整调焦机构，使得像面处于预设焦面距离；在像面处于预设焦面距离后，采用带阈值的矩心法确定目标恒星的像点位置；步骤S3：根据所述目标恒星的像点位置，按照像偏移距离公式、方位距离公式、俯仰距离公式和偏移角公式分别计算获得目标恒星的实际成像点位置与观测仪焦点之间的距离、方位距离、俯仰距离和偏移角；步骤S4：将步骤S3所获得的偏移角作为遥感器当前光轴指向的固定误差，并根据所述固定误差修正遥感器的当前光轴指向位置。

优选地，所述必要条件公式为H_cm＞＞H_m，其中，H_cm为遥感器探测恒星目标所获得的幅照度，H_m为探测器正常工作的最小可探测幅照度。

优选地，所述H_cm的具体计算公式为H_cm＝H·ω·η·S/S_l，其中，H为目标恒星的幅照度，H＝5*10¹⁰hc/2.512^ms(λ)，ms_s(λ)为目标星等数，h为普朗克常数，c为光速，ω为探测器接收光谱能量占总能量的百分比，η为光学透过率，S为通光面积，S＝πD²/4,D为入瞳直，S_l为星点像面积，S＝πd²/4，d为星点像直径。

优选地，所述探测器正常工作的最小可探测幅照度的具体计算公式为H_m＝E_α/(DR·T_m)，其中，E_α为探测器饱和曝光量，DR为CCD可用动态范围，T_m为最大积分时间。