[发明专利]主动遥感卫星天线相位中心坐标系转换的方法和系统

说明书

本发明提供了一种主动遥感卫星天线相位中心坐标系转换的方法和系统，由GNSS(全球导航定位系统)观测数据处理得到WGS84坐标系下卫星GNSS天线相位中心的矢量；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；计算卫星本体坐标系到WGS84坐标系的坐标转换矩阵；计算得到WGS84坐标系下卫星主动遥感天线相位中心的矢量。本发明的主动遥感卫星天线相位中心坐标系转换的方法，是主动遥感卫星精密图像处理的关键步骤。

技术领域

本发明涉及卫星总体设计技术领域，具体地，涉及一种主动遥感卫星天线相位中心坐标系转换的方法和系统。

背景技术

主动遥感卫星通过主辅星在轨空间编队飞行，卫星发射，主辅星同时接收，形成有效干涉基线，对地球形成干涉测绘。主动遥感天线相位中心计算的准确性直接影响测绘精度。

经检索发现，专利文献CN 102981174A公开了一种GPS天线相位中心变化对相对定位精度的修正方法，实现了根据GPS天线相位中心变化修正目标相对定位结果,提高了目标相对定位精度。不适用于主动遥感卫星天线相位中心坐标系转换。

因此，有必要设计一种方法简单、计算精度高、适用性强的主动遥感卫星天线相位中心坐标系转换的方法。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种主动遥感卫星天线相位中心坐标系转换的方法和系统。

根据本发明提供的一种主动遥感卫星天线相位中心坐标系转换的方法，包括如下步骤：

步骤S1：通过GNSS观测数据处理得到WGS84坐标系下GNSS天线相位中心的矢量；

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；

步骤S3：基于矢量和连线矢量，计算卫星本体坐标系到WGS84坐标系的坐标转换矩阵；

步骤S4：根据坐标转换矩阵，计算得到WGS84坐标系下卫星主动遥感天线相位中心的矢量。

优选地，所述步骤S1中，通过双星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

优选地，所述步骤S2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卫星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计算公式为：

优选地，所述步骤S3中，利用瞬时轨道参数、卫星姿态角、世界时，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M，计算公式为：

其中，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。

优选地，计算得到WGS84坐标系下卫星主动遥感天线相位中心的矢量，计算公式为：

其中，表示WGS84坐标系下主动遥感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；