[发明专利]基于四元数扫描成像模型的卫星辐射计热形变误差补偿方法

说明书

本发明涉及一种基于四元数扫描成像模型的卫星辐射计热形变误差补偿方法，属于扫描辐射计热形变误差补偿技术领域。本发明通过建立辐射计扫描成像模型，设计热形变误差求解与补偿方法，能够对双扫描镜独立驱动方式的扫描辐射计热形变进行误差补偿。实验表明，本发明“基于四元数扫描成像模型的热形变误差补偿模型”比利用“泰特‑布莱恩角建立等效失配角模型”精度高，适应性强，符合理论预期。

技术领域

本发明属于扫描辐射计热形变误差补偿技术领域，具体涉及一种基于四元数扫描成像模型的卫星辐射计热形变误差补偿方法。

背景技术

为了保障对地观测遥感图像的精度，需要在保障卫星姿态、高度、成像载荷分辨率精度的前提下，进行严格的定位与配准工作，以减小或消除姿态、轨道、热形变等原因引入的误差对载荷光轴指向的影响。载荷光轴的热形变补偿是这个过程中的难点和重点，该过程通过将热变形误差量，补偿到扫描角和步进角上，以实现提高遥感图像精度的目的。建立有效的热形变模型是实现热形变误差补偿的基础，结合恒星观测和地表导航等方法，获取无误差补偿情况下，对应的出射光轴方向，然后再使用误差补偿模型建立等式，求得热形变的等效失配角，进而对热形变导致的误差进行补偿，提高扫描角、步进角对应的光轴指向精度，从而保障遥感图像精度。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：如何设计一种卫星扫描成像辐射计热形变误差补偿方法，用于对双扫描镜独立驱动方式的扫描辐射计热形变进行误差补偿。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于四元数扫描成像模型的卫星辐射计热形变误差补偿方法，在建立基于四元数的卫星扫描成像辐射计热形变模型前，首先对扫描镜坐标和单位四元数进行定义，在此基础上对热形变模型进行设计，最后对热形变模型中存在的耦合变量进行简化，得到简化模型，并基于简化的热形变模型设计辐射计扫描成像模型，最后设计得到辐射计扫描成像模型的热形变误差补偿的步骤。

(三)有益效果

本发明提供的一种基于四元数扫描成像模型的卫星辐射计热形变误差补偿方法，通过建立辐射计扫描成像模型，设计热形变误差求解与补偿方法，能够对双扫描镜独立驱动方式的扫描辐射计热形变进行误差补偿。实验表明，本发明“基于四元数扫描成像模型的热形变误差补偿模型”比利用“泰特-布莱恩角建立等效失配角模型”精度高，适应性强，符合理论预期。

附图说明

图1为扫描镜光路图；

图2为像平面标准网格图；

图3为卫星辐射计像元示意图；

图4为本发明的基于四元数扫描成像模型进行热形变误差补偿流程示意图；

图5为镜面反射示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。

本发明提供了一种基于四元数的卫星扫描成像辐射计热形变误差补偿方法，用于对双扫描镜独立驱动方式的扫描辐射计热形变进行误差补偿。

本发明的主要内容包括：

(1)基于四元数的卫星扫描成像辐射计热形变误差补偿建模方法；

(2)基于四元数的卫星扫描成像辐射计热形变误差补偿方法的简化模型；

(3)卫星扫描成像辐射计热形变误差补偿实验验证方法。

主要步骤是建立辐射计扫描成像模型，然后根据该模型，设计热形变误差求解与补偿方法。

1.1.四元数扫描模型建立