[发明专利]光学遥感卫星自主几何定标成像规划方法及系统

权利要求书

1.光学遥感卫星自主几何定标成像规划方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，根据多项式拟合的指向角模型的参数可确定性，设计线阵光学遥感卫星和面阵光学遥感卫星自主几何定标的成像重叠规则，其中线阵为两次成像，面阵为三次成像，并确定该规则下，利用卫星的敏捷机动能力，获取重叠影像；

步骤2，基于预定几何定标精度，计算卫星拍摄重叠影像时可倾斜的最大成像角度；

步骤3，推导卫星沿轨方向的成像角度和卫星最大机动时间的关系，在最大成像角度和卫星机动能力的约束下，分别针对线阵卫星和面阵卫星确定其获取重叠影像时卫星的机动时间和沿轨方向的成像角度；

步骤4，根据选定的定标区位置，机动时间、沿轨方向成像角度以及卫星影像地面重叠关系，分别计算线阵卫星和面阵卫星获取重叠影像时在垂轨方向所需机动的姿态角度；

步骤5，基于上述成像模式、机动时间和成像角度，基于卫星的敏捷机动能力，获取重叠影像，用于后续的在轨自主几何定标处理。

2.如权利要求1所述的光学遥感卫星自主几何定标成像规划方法，其特征在于：步骤1中线阵光学遥感卫星重叠成像规则如下；

对于线阵光学遥感卫星，采用“回扫成像”模式获取卫星的一次重叠影像，设卫星轨道高度为H_L，线阵光学遥感卫星在同一轨，通过连续的“前扫”，“机动”和“回扫”三个阶段完成重叠影像的获取，其中“前扫”为在沿轨方向倾斜一个α_L角度的推扫，然后卫星经过在轨敏捷机动，进入“回扫”阶段，回扫阶段为卫星在沿轨方向倾斜一个-α_L角度，在垂轨方向倾斜一个θ_L角度的推扫，通过“前扫”和“回扫”两个阶段的推扫成像，获取在影像列方向具有一个整体重叠度T的两景影像，每景影像由多个分片CCD影像组成，得到的影像对重叠情况，设T_CCD为每片CCD影像的重叠度，W_CCD为每片CCD影像的幅宽，则有整体重叠度T与各片CCD重叠度T_CCD间的关系：

其中，n为线阵光学遥感卫星成像载荷CCD的数量，相同CCD获取的影像的重叠度T_CCD在45％-75％之间。

3.如权利要求1所述的光学遥感卫星自主几何定标成像规划方法，其特征在于：步骤1中面阵光学遥感卫星重叠成像规则如下；

对于面阵光学遥感卫星，采用“重复成像”模式获取卫星的两次重叠影像，设卫星轨道高度为H_P，面阵光学遥感卫星在同一轨，通过连续的“S1成像”，“S2成像”、“机动”和“S3成像”四个阶段完成重叠影像的获取，其中“S1成像”和“S2成像”为在沿轨方向倾斜一个α_P角度的成像，二者之间的成像位置差异为两景影像在沿轨方向的重叠范围T_lW_l，T_l为该方向的重叠度，W_l为该方向的幅宽，然后卫星经过在轨敏捷机动，进入“S3成像”阶段，该阶段成像时卫星在沿轨方向倾斜一个-α_P角度，在垂轨方向倾斜一个θ_P角度，通过四个阶段的成像，获取三景重叠影像，其中，S1和S2获取的影像在影像行方向具有一个整体重叠度T_l，S2和S3获取的影像在影像列方向具有一个整体重叠度T_s，每景影像由多个CMOS影像组成；最终得到影像对的重叠情况，设T_cmos-s为每片CMOS影像的列方向重叠度，T_cmos-l为每片CMOS影像的行方向重叠度，W_cmos-s为每片CMOS影像的列方向幅宽，W_cmos-l为每片CMOS影像的行方向幅宽，进而得到影像整体的重叠度(T_s,T_l)与各CMOS片间的重叠度(T_cmos-s,T_cmos-l)的关系：

其中，n_s,n_l为分别两个方向的CMOS数量，相同CMOS获取的重叠影像在两个方向的重叠度T_cmos-s和T_cmos-l均在45％-70％之间。