[发明专利]一种应用于天地基空间碎片监测平台的像移速度计算方法

说明书

一种应用于天地基空间碎片监测平台的像移速度计算方法，包括步骤：(1)根据监测平台的姿态角和姿态角速度，计算姿态转换矩阵Asubgt;bo/subgt;及更新矩阵(2)计算天地基监测平台在地心赤道惯性系下的位置和速度(3)根据步骤(2)，计算从地心赤道惯性系到平台运动系的转换矩阵Asubgt;oI/subgt;及更新矩阵(4)根据步骤(1)、(2)、(3)，计算从光学成像中心c到目标点t的距离在光轴上的分量zsubgt;c/subgt;及其一阶导数(5)根据步骤(1)、(2)、(3)、(4)，建立像移速度计算模型。本方法综合考虑了空间碎片和监测平台的运动特性，建立了可应用于天地基两种监测平台的高精度像移速度模型，为空间碎片监测提供了高精度的参数信息。

技术领域

本发明属于空间光电探测技术领域，涉及一种应用于天地基空间碎片监测平台的像移速度计算方法。

背景技术

随着空间技术的发展，航天活动产生的空间碎片越来越多，对未来的太空应用产生了严重的影响。因此，加强空间碎片监测，获取其尺寸、材质、运行轨道等参数，对未来空间活动的顺利开展，具有重要的意义。

准确地计算空间碎片在光学监测系统中的像移速度，可为监测系统曝光时间的设置提供更为精确的参数。现有的关于空间碎片监测的像移速度计算方法，主要存在以下问题：

(1)精度不高，现有的计算方法得到的是空间碎片相对于监测平台的运动角速度，相较于三维方向上的线速度而言，表征像移速度的参量较少，精度较低；

(2)主要针对天基或地基某一平台进行建模，缺乏将二者统一的建模方法。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种应用于天地基空间碎片监测平台的像移速度计算方法，该方法综合考虑了空间碎片的位置、速度、监测平台的位置、速度、姿态角、姿态角速度等参数，提高了像移速度的计算精度，为监测系统设置曝光时间等参数提供了更为精确的依据。

本发明的技术解决方案是：

一种应用于天地基空间碎片监测平台的像移速度计算方法，包括如下步骤：

1)根据监测平台的姿态角和姿态角速度，确定姿态转换矩阵A_bo及A_bo的更新矩阵

2)计算天地基监测平台在地心赤道惯性系下的位置和速度

3)根据步骤2)所述监测平台在地心赤道惯性系下的位置和速度确定从地心赤道惯性系到平台运动系的转换矩阵A_oI及A_oI的更新矩阵

4)根据步骤1)所述姿态转换矩阵A_bo及A_bo的更新矩阵步骤2)所述天地基监测平台在地心赤道惯性系下的位置和速度步骤3)所述转换矩阵A_oI及A_oI的更新矩阵计算光学相机的光学成像中心c到目标点t的距离在光轴上的分量z_c及z_c的一阶导数

5)根据步骤1)所述姿态转换矩阵A_bo及A_bo的更新矩阵步骤2)所述监测平台在地心赤道惯性系下的位置和速度步骤3)所述转换矩阵A_oI及A_oI的更新矩阵步骤4)所述的从光学成像中心c到目标点t的距离在光轴上的分量z_c及z_c的一阶导数建立像移速度模型，根据所建立的像移速度模型计算天地基空间碎片监测平台中的像移速度。

可选地，所述步骤1)中，根据监测平台的俯仰角滚动角θ、偏航角ψ使用3-1-2的欧拉角转序，确定姿态转换矩阵A_bo，具体为：

式中，