[发明专利]主动遥感卫星天线相位中心偏移误差计算的方法和系统

权利要求书

1.一种主动遥感卫星天线相位中心偏移误差计算的方法，其特征在于，包括：

步骤S1：基于GNSS观测数据处理得到WGS84坐标系下GNSS天线相位中心的矢量，偏移误差包括GNSS测量误差；

步骤S2：根据地面测量，得到卫星本体坐标系下GNSS天线相位中心与主动遥感天线相位中心之间的连线矢量，偏移误差包括GNSS天线相位中心的安装和变形误差，以及主动遥感天线相位中心的安装和变形误差；

步骤S3：根据矢量和连线矢量，计算卫星本体坐标系到WGS84坐标系的坐标转换矩阵，偏移误差包括卫星姿态指向误差、GNSS测量误差、轨道参数转换误差；

步骤S4：根据坐标转换矩阵，计算得到WGS84坐标系下主动遥感卫星天线相位中心的矢量和偏移误差；

所述步骤1中，通过GNSS接收机原始观测数据，在地面经过高精度事后处理，得到WGS84坐标系下卫星GNSS天线相位中心的矢量；

所述步骤2中，根据地面标定后测量，分别得到卫星本体坐标系下GNSS天线相位中心矢量主动遥感天线相位中心的矢量随后计算得到GNSS天线相位中心与主动遥感天线相位中心之间的相对矢量GNSS天线相位中心的安装和变形误差为主动遥感天线相位中心的安装和变形误差分别计算公式为：

其中，表示GNSS天线相位中心与主动遥感卫星天线相位中心之间的相对矢量偏差；

所述步骤3中，利用瞬时轨道参数、卫星姿态角、世界时，分别计算得到卫星本体坐标系到轨道坐标系、到J2000惯性坐标系、到WGS84坐标系的坐标转换矩阵，计算公式为：

其中，M表示卫星本体坐标系到WGS84坐标系的坐标转换矩阵，ΔM表示坐标转换矩阵的偏差项，PR、NR和EP分别为岁差、章动和极移矩阵，ER为地球旋转矩阵；

L()为坐标系转换矩阵，L_x(α)为绕x轴旋转α角度的变换关系，L_y(α)为绕y轴旋转α角度的变换关系，L_z(α)为绕z轴旋转α角度的变换关系；

Ω为升交点赤经、i为轨道倾角、u为纬度幅角；ψ、φ、θ为卫星姿态偏航角、滚动角、俯仰角，α为卫星斜飞角度；ΔΩ、Δi、Δu分别为GNSS的测量和轨道参数转换带来的误差，Δψ、Δφ、Δθ分别为卫星姿态指向误差；ΔΩ表示GNSS的测量和轨道参数转换带来的升交点赤经偏差，Δi表示GNSS的测量和轨道参数转换带来的倾角偏差，Δu表示GNSS的测量和轨道参数转换带来的纬度幅角偏差，Δψ表示卫星姿态偏航角偏差，Δφ表示卫星姿态滚动角偏差，表示卫星姿态俯仰角偏差Δθ；

所述步骤4中，计算得到WGS84坐标系下卫星主动遥感天线相位中心的矢量和偏移误差，计算公式为：

其中，表示WGS84坐标系下卫星主动遥感天线相位中心的矢量，表示WGS84坐标系下卫星主动遥感天线相位中心的矢量偏差；

表示WGS84坐标系下GNSS天线相位中心的矢量，表示WGS84坐标系下GNSS天线相位中心的矢量偏差；

表示GNSS天线相位中心与主动遥感天线相位中心之间的相对矢量，表示GNSS天线相位中心与主动遥感天线相位中心之间的相对矢量偏差。

2.一种主动遥感卫星天线相位中心偏移误差计算的系统，其特征在于，包括：

模块S1：基于GNSS观测数据处理得到WGS84坐标系下GNSS天线相位中心的矢量，偏移误差包括GNSS测量误差；

模块S2：根据地面测量，得到卫星本体坐标系下GNSS天线相位中心与主动遥感天线相位中心之间的连线矢量，偏移误差包括GNSS天线相位中心的安装和变形误差，以及主动遥感天线相位中心的安装和变形误差；

模块S3：根据矢量和连线矢量，计算卫星本体坐标系到WGS84坐标系的坐标转换矩阵，偏移误差包括卫星姿态指向误差、GNSS测量误差、轨道参数转换误差；

模块S4：根据坐标转换矩阵，计算得到WGS84坐标系下主动遥感卫星天线相位中心的矢量和偏移误差；

所述模块1中，通过GNSS接收机原始观测数据，在地面经过高精度事后处理，得到WGS84坐标系下卫星GNSS天线相位中心的矢量；

所述模块2中，根据地面标定后测量，分别得到卫星本体坐标系下GNSS天线相位中心矢量主动遥感天线相位中心的矢量随后计算得到GNSS天线相位中心与主动遥感天线相位中心之间的相对矢量GNSS天线相位中心的安装和变形误差为主动遥感天线相位中心的安装和变形误差分别计算公式为：

其中，表示GNSS天线相位中心与主动遥感卫星天线相位中心之间的相对矢量偏差；

所述模块3中，利用瞬时轨道参数、卫星姿态角、世界时，分别计算得到卫星本体坐标系到轨道坐标系、到J2000惯性坐标系、到WGS84坐标系的坐标转换矩阵，计算公式为：

其中，M表示卫星本体坐标系到WGS84坐标系的坐标转换矩阵，ΔM表示坐标转换矩阵的偏差项，PR、NR和EP分别为岁差、章动和极移矩阵，ER为地球旋转矩阵；

L()为坐标系转换矩阵，L_x(α)为绕x轴旋转α角度的变换关系，L_y(α)为绕y轴旋转α角度的变换关系，L_z(α)为绕z轴旋转α角度的变换关系；

Ω为升交点赤经、i为轨道倾角、u为纬度幅角；ψ、φ、θ为卫星姿态偏航角、滚动角、俯仰角，α为卫星斜飞角度；ΔΩ、Δi、Δu分别为GNSS的测量和轨道参数转换带来的误差，Δψ、Δφ、Δθ分别为卫星姿态指向误差；ΔΩ表示GNSS的测量和轨道参数转换带来的升交点赤经偏差，Δi表示GNSS的测量和轨道参数转换带来的倾角偏差，Δu表示GNSS的测量和轨道参数转换带来的纬度幅角偏差，Δψ表示卫星姿态偏航角偏差，Δφ表示卫星姿态滚动角偏差，表示卫星姿态俯仰角偏差Δθ；

所述模块4中，计算得到WGS84坐标系下卫星主动遥感天线相位中心的矢量和偏移误差，计算公式为：

其中，表示WGS84坐标系下卫星主动遥感天线相位中心的矢量，表示WGS84坐标系下卫星主动遥感天线相位中心的矢量偏差；

表示WGS84坐标系下GNSS天线相位中心的矢量，表示WGS84坐标系下GNSS天线相位中心的矢量偏差；

表示GNSS天线相位中心与主动遥感天线相位中心之间的相对矢量，表示GNSS天线相位中心与主动遥感天线相位中心之间的相对矢量偏差。