[发明专利]一种视频卫星任意视向点的连续太阳高度角确定方法

说明书

本发明公开了一种视频卫星任意视向点的连续太阳高度角确定方法，包括：创建仿真场景；在创建的仿真场景中，建立视频卫星模型、地球模型、太阳模型和参考坐标系；根据视频卫星模型、地球模型和太阳模型之间的约束关系，获取不同时刻视频卫星模型不同视向点的位置信息；根据获取的不同时刻视频卫星模型不同视向点的位置信息，确定视向点本体质心到太阳模型质心的矢量确定矢量在参考坐标系的XOY面上的投影向量计算得到任意视向点的连续太阳高度角Angle_Azim_Sun(t)。本发明对视频卫星成像过程中视向点和太阳之间的严格成像约束条件进行了建模，给出了视频卫星任意视向点连续成像时刻的太阳高度角。

技术领域

本发明属于遥感卫星技术领域，尤其涉及一种视频卫星任意视向点的连续太阳高度角确定方法。

背景技术

遥感卫星接收到的遥感信息是太阳辐射经过大气后，经地球表面再次穿过大气传输到达遥感器的辐射。遥感卫星视向点的地球表面地物目标反射的太阳辐射信息经过大气的散射、吸收以及大气辐射、天空背景辐射、地表干扰背景辐射等影响因素作用后到达遥感卫星并被遥感卫星获取。而视向点的太阳高度角直接影响了遥感卫星获取这些遥感信息。

随着低轨视频卫星星座的快速发展，通过多星组网，对特定区域的重访周期的越来越高，单星视频成像时，为了保证视频影像的稳定，卫星多通过整星姿态机动使卫星视向点稳定不变，此时卫星视向点的太阳高度角随时间变化。

现有技术中，确定卫星的太阳高度角一般通过地面系统计算，但一般仅分析星下点太阳高度角，无法完成视频卫星姿态机动中视向点的太阳高度角计算，而且视频卫星成像时视向点太阳高度角随时间变化，原有太阳高度计算方法很少考虑太阳随时间的变化情况。

发明内容

本发明的技术解决问题：克服现有技术的不足，提供一种视频卫星任意视向点的连续太阳高度角确定方法，特别是考虑视频卫星的成像特性，对视频卫星成像过程中视向点和太阳之间的严格成像约束条件进行了建模，给出了视频卫星任意视向点连续成像时刻的太阳高度角。

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种视频卫星任意视向点的连续太阳高度角确定方法，包括：

创建仿真场景，自定义设置仿真场景开始时间、结束时间和时间间隔；

在创建的仿真场景中，建立视频卫星模型、地球模型、太阳模型和参考坐标系O-XYZ；

根据视频卫星模型、地球模型和太阳模型之间的约束关系，获取不同时刻视频卫星模型不同视向点的位置信息；其中，视向点的位置信息包括：视向点的经度、纬度和高程；

根据获取的不同时刻视频卫星模型不同视向点的位置信息，确定视向点本体质心到太阳模型质心的矢量

确定矢量在参考坐标系的XOY面上的投影向量

计算得到任意视向点的连续太阳高度角Angle_Azim_Sun(t)：

在上述视频卫星任意视向点的连续太阳高度角确定方法中，参考坐标系O-XYZ的定义如下：原点O位于视向点质心，+X轴指向正北，+Y轴指向正西，+Z轴与+X轴和+Y轴满足右手正交关系，指向天顶。

在上述视频卫星任意视向点的连续太阳高度角确定方法中，建立视频卫星模型、地球模型和太阳模型，包括：根据视频卫星实际光学系统形式、遥感器光学系统参数和焦面探测的视向，建立视频卫星模型、地球模型和太阳模型。

在上述视频卫星任意视向点的连续太阳高度角确定方法中，视向点为视频卫星视向与地球模型的交汇点。

在上述视频卫星任意视向点的连续太阳高度角确定方法中，在根据视频卫星模型、地球模型和太阳模型之间的约束关系，获取不同时刻视频卫星模型不同视向点的位置信息之前，还包括：