[发明专利]一种遥感卫星视频成像快速仿真方法

说明书

本发明公开了一种遥感卫星视频成像快速仿真方法，涉及遥感卫星视频成像技术，主要包括：输入仿真目标点经纬度；表示地面凝视目标点经纬度；根据输入经纬度，利用STK辅助生成卫星轨道位置；根据轨道位置，进行对目标点视频成像过程姿态规划；根据已有的位置、姿态信息，进行像物映射；根据求得的经纬度，对应高程图，得到此点对应的高程gao_h；采用二维拉格朗日插值方法进行地球曲面重构，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。本发明大大减少了计算量，缩短了仿真时间，提高了仿真速度。在整体系统中对计算机性能要求可降低，为高帧频大幅宽视频实时仿真提供了可能性。

技术领域

本发明涉及遥感卫星视频成像技术，具体涉及一种遥感卫星视频成像快速仿真方法。

背景技术

目前，随着航空航天技术的发展，使用遥感卫星对地观测越来越普遍，凝视成像地面快速仿真技术是实现在轨应用的重要前提和必要环节。为了直观的分析和评测凝视成像图像质量、便于后续数据分析，成像过程理论建模和仿真分析在遥感器的全生命周期内，发挥着十分重要的作用。近年来，在国防需求的牵引下，国内越来越多的高等院校和科研院所都参与到遥感成像仿真领域的研究中，并取得了不小的进展。现有技术根据应用需求设计载荷物理参数指标，根据卫星运动轨迹及成像目标地理位置计算视频凝视成像时刻姿态机动角度，通过分析能量在大气、场景和遥感器之间传递时发生的各种相互作用，基于全物理或半物理平台，生成理想视频凝视仿真图像。

现有仿真技术根据应用需求设计载荷物理参数指标，根据卫星平台设计指标，仿真理想状态下卫星运动轨迹并进行摄动因素改正，根据卫星运动轨迹及成像目标地理位置自动计算卫星凝视成像时刻的姿态激动角度，并进行偏流角修正。根据卫星运动轨迹、姿态数据及相机设计参数等,分析能量在大气、场景和遥感器之间传递时发生的各种相互作用，生成理想成像仿真图像。同时现有技术部分借助全物理或半物理仿真平台，如气浮台等模拟卫星本体作为控制对象，验证仿真过程中姿态控制系统方案设计的正确性与可靠性。

现有仿真技术主要针对于理论仿真，不具备大范围面阵、视频仿真模式。而视频成像仿真具有大幅宽、多帧频特点，不可避免的出现数据计算量大、所需内存大等特点，对计算机速度、内存要求较高。按照现有技术方案进行视频仿真，仿真时间过长，难以满足工程需求。

发明内容

本发明针对上述问题，提供了一种遥感卫星视频成像快速仿真方法。

本发明采用的技术方案是：一种遥感卫星视频成像快速仿真方法，包括以下步骤：

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；