[发明专利]一种遥感卫星视频成像快速仿真方法

权利要求书

1.一种遥感卫星视频成像快速仿真方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，输入仿真目标点经纬度；表示地面凝视目标点经纬度；

S2，根据输入的经纬度，利用STK辅助生成卫星轨道位置；输入

轨道参数及起止时间，根据视频帧频设置时间间隔，使用可视模块分析选取目标点对卫星可观测时间段内的轨道位置，导出并保存文件；

S3，根据轨道位置，对目标点视频成像过程进行姿态规划；

S4，根据已有的位置、姿态信息，进行像物映射；

S5，根据步骤S4求得的经纬度，对应高程图，得到此点对应的

高程gao_h；表示未对应高程信息时得到的相机视线与地球交点的经纬度；gao_h表示步骤S4求得的点在高程图中对应的此点的高程；

S6，根据步骤S5得到的gao_h，再次进行步骤4，求得，再次进

行步骤S5，重复此过程直到满足求得的高程不再明显变化，此时的经纬度为最终视线与地球交点；为对应高程信息后得到的相机视线与地球交点的经纬度；为对应高程信息并经过多次迭代后满足迭代终止要求的相机视线与地球交点的经纬度；

S7，采用二维拉格朗日插值方法进行地球曲面重构，像素行列号作

为已知，地面经纬度作为节点坐标；表示像素点的位置信息，x、y均为整数；

S8，按照步骤S7的方法计算每个像素点对应的地面点经纬度，对应原

始图像，定位地面物点；

S9，根据物点在原始图像中对应点的行列号进行灰度提取，作为像面

像素点的灰度值；表示位置处的像素p；

S10，重复步骤S8至S9，对像平面上各个像素点分别定位得到各个点

的灰度值，完成整个影像仿真过程。

2.根据权利要求1所述的遥感卫星视频成像快速仿真方法，其特征在

于，所述步骤S3具体包括：

定义为地心惯性系到航天器轨道系的旋转矩阵，其中轨道升交点赤

经为，轨道倾角为，升交点幅角为；从惯性系转换到轨道系按照如下顺序进行四次转换：绕z轴旋转、绕x轴旋转、绕z轴旋转，最后左乘坐标轴反向矩阵，计算方法如下：

定义为地心地固系到地心惯性系的旋转矩阵，按照如下公式计算：

(2)

其中分别为岁差矩阵、章动矩阵、真恒星时旋转矩阵、

极移矩阵；

真恒星时旋转矩阵计算方法如(4)，其中为格林威治真时间时：

定义相机光轴指向与本体坐标系Z轴重合，影像中心像方单位矢量为

；对地凝视期间，相机光轴一直稳定对准地面目标，即始终与航天器位置指向地面目标的矢量重合：

(4)

为航天器在地固系下位置，

为地面目标点D在地固系下的位置；

(5)

其中为轨道坐标系到地心地固系的旋转矩阵，

分别为绕x、y、z轴的姿态角，从本体系转到轨道系下的向量，定义整理式(5)可得：

由此可计算横滚角和俯仰角为：

(7) 。