[发明专利]卫星对目标观测下视角计算方法及系统

权利要求书

1.一种卫星对目标观测下视角计算方法，其特征在于，包括：

步骤S102：计算卫星与目标点的距离矢量在地固坐标系下的分量A；

步骤S103：计算卫星与目标点的距离矢量在卫星天线坐标系下的分量B；

步骤S104：结合所述分量A与所述分量B，计算目标下视角角度；

所述步骤S102中：

在计算目标点的地理位置时，考虑地球椭球面模型,地球椭球面模型采用如下公式：

获得目标在地固系下的位置矢量，其中，r为目标点在地固系下的位置矢量，rx,ry,rz分别表示在地固系下的X方向、Y方向、Z方向的位置矢量，I为目标的地理经度，μ为目标的地理纬度，h为目标的水平地高，λ_s和r_s由以下公式表示：

λ_s＝arc tan((1-f)²tanμ)

其中，f为地球椭率，数值为R为地球赤道半径，数值为6378137米；

根据GPS数据读取T时刻后目标点在地固系下的位置r_T：

对卫星和目标点进行矢量作差，求出卫星至目标点在地固坐标系下的距离矢量dr_d：

所述步骤S103中：

根据卫星轨道参数，时刻信息，计算地固系至卫星天线坐标系的转化矩阵C_EF：

C_EF＝C_a,O*C_O,I*INV(C′_I,EF*C_I,EF)*C′_I,EF

其中C_I,EF为J2000地心惯性坐标系到地固坐标系的变换矩阵；C′_I,EF为C_I,EF的逆矩阵；INV为矩阵的伪逆函数；C_O,I为J2000地心惯性坐标系到轨道坐标系的变换矩阵；C_a,O为轨道坐标系到卫星天线坐标系的变换矩阵；

计算在卫星天线坐标系下的距离矢量dr_b：

所述步骤S104中：

计算卫星对目标观测的下视角θ_b,t0：

其中，ry_b,t0、rz_b,t0分别为t0秒的距离矢量在卫星天线坐标系下的Y、Z方向分量。

2.一种卫星对目标观测下视角计算系统，其特征在于，包括：

模块S102：计算卫星与目标点的距离矢量在地固坐标系下的分量A；

模块S103：计算卫星与目标点的距离矢量在卫星天线坐标系下的分量B；

模块S104：结合所述分量A与所述分量B，计算目标下视角角度；

所述模块S102中：

在计算目标点的地理位置时，考虑地球椭球面模型,地球椭球面模型采用如下公式：

获得目标在地固系下的位置矢量，其中，r为目标点在地固系下的位置矢量，rx,ry,rz分别表示在地固系下的X方向、Y方向、Z方向的位置矢量，I为目标的地理经度，μ为目标的地理纬度，h为目标的水平地高，λ_s和r_s由以下公式表示：

λ_s＝arc tan((1-f)²tanμ)

其中，f为地球椭率，数值为R为地球赤道半径，数值为6378137米；

根据GPS数据读取T时刻后目标点在地固系下的位置r_T：

对卫星和目标点进行矢量作差，求出卫星至目标点在地固坐标系下的距离矢量dr_d：

所述模块S103中：

根据卫星轨道参数，时刻信息，计算地固系至卫星天线坐标系的转化矩阵C_EF：

C_EF＝C_a,O*C_O,I*INV(C′_I,EF*C_I,EF)*C′_I,EF

其中C_I,EF为J2000地心惯性坐标系到地固坐标系的变换矩阵；C′_I,EF为C_I,EF的逆矩阵；INV为矩阵的伪逆函数；C_O,I为J2000地心惯性坐标系到轨道坐标系的变换矩阵；C_a,O为轨道坐标系到卫星天线坐标系的变换矩阵；

计算在卫星天线坐标系下的距离矢量dr_b：

所述模块S104中：

计算卫星对目标观测的下视角θ_b,t0：

其中，ry_b,t0、rz_b,t0分别为t0秒的距离矢量在卫星天线坐标系下的Y、Z方向分量。