[发明专利]偏航导引低轨雷达成像卫星工作参数更新方法及系统

说明书

本发明提供偏航导引低轨雷达成像卫星工作参数更新方法及系统，方法包括：根据卫星瞬时坐标位置进行坐标转换，据以生成与卫星瞬时坐标位置对应的成像卫星六根数信息；在未加入偏航导引时，处理成像卫星六根数信息，以生成成像卫星参数；计算成像卫星六根数信息，据以得到瞬时卫星偏航导引数值；根据瞬时卫星偏航导引数值更新成像卫星参数；获取经更新的中心时刻与初始轨道中心时刻的差值，据以判断差值是否小于预置时刻阈值；若是，则按照经更新的中心时刻循环执行前述步骤S1至S5，以持续更新成像参数；若否，则按照当前生成的成像卫星参数生成成像指令。本发明解决了现有更新操作无法满足雷达成像卫星工作参数的更新要求的技术问题。

技术领域

本发明涉及近圆低轨道SAR成像卫星控制领域，具体涉及偏航导引低轨雷达成像卫星工作参数更新方法及系统。

背景技术

合成孔径雷达卫星是一种以星载合成孔径雷达(SAR)为有效载荷的对地观测卫星,SAR是一种工作在微波波段的主动遥感器,在雷达成像卫星工作时需要控制的工作参数包含拍摄中心点目标的时刻、卫星侧视方式、侧视角度、采样位数、采样深度、中心频率、信号带宽等诸多工作参数。其中多普勒中心频率fD是其成像处理中的一个最关键的参数,它与卫星和地面目标间的相对运动有关，经大量研究发现，是否对卫星开启偏航导引和偏航导引计算的精确直接影响到中心频率fD。对于C波段SAR，偏航导引受地球自转的影响很大，其中赤道和南北极的偏航导引值变化范围在-3.7°～+3.7°，这给有效成像带来困难，因而需要施加偏航牵引。研究发现对卫星的偏航控制可以有效抵消地球自转造成的多普勒中心频率的偏移，国外学者利用圆轨道近似，最先推导出了多普勒中心频率和偏航导引角的函数表达式，从而获得了偏航导引角的计算方法，这种方法目前被广泛采用，在偏心率较小(e0.002)的情况下精度很高。

现有技术缺点：通过《低轨小椭圆轨道S频段SAR卫星姿态导引方法研究—郑泽星》、《SAR卫星偏航导引补偿效果分析—孟云鹤》、《星载SAR椭圆轨道全零多普勒导引方法研究—姚玉林》、《一种采用正弦偏航导引律的偏航机动控制方法—董文强》以及公布号为CN104375511A的现有专利申请文献《一种波束协同控制的地球同步轨道SAR卫星偏航导引方法》包括以下步骤：步骤一，根据系统任务需求设计地球同步轨道SAR卫星的轨道；步骤二，根据系统天线的扫描能力、姿态控制能力、姿态敏感器安装布局，根据下面的策略分析，选取其中适合系统偏航导引的策略；步骤三，依据上述各偏航导引的策略设计联合控制规律，进行姿态波束协同导引。以及公布号为CN102880059A的现有专利文献《一种采用正弦偏航导引律的偏航机动控制方法》在飞行器偏航轴机动方法中设计了正弦偏航导引律，使偏航轴跟踪一条正弦曲线，同时根据该曲线计算帆板转速，保证在这种模式下太阳方向与帆板法线夹角最小。由前述现有专利申请文献及现有资料可知，现有的技术方案中，各卫星数据处理流程相互独立，针对于偏航导引计算更多关注于偏航导引对多普勒中心频率的影响，未直接转换到对卫星成像时刻的工作参数的更新，无法满足卫星参数更新的需求。郑泽星提出面向低轨小偏心率轨道S频段合成孔径雷达(SAR)卫星的偏航导引、二维姿态导引方法以及采取不同轨道模型时的简化实现；孟云鹤通过建立“SAR卫星-球-目标点”几何模型,得到多普勒中心频率的精确值，简化模型并求得卫星的偏航导引规律；郭德明从星载SAR的星地空间几何关系出发，考虑椭圆轨道下卫星航迹角的影响，详细推导了任意椭圆轨道下多普勒中心频率的精确表达式。

结合大量文献对现有技术展开研究，发现偏航导引规律从计算上存在简化或精确两种不同表达方式，但均未用于完善低轨成像卫星工作质量提升。现有技术对卫星轨道控制系统设计时结合了偏航导引的控制未对影响细分到卫星成像工作参数中。

综上，现有技术存在现有更新操作无法满足雷达成像卫星工作参数的更新要求的技术问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于如何解决现有技术中存在现有更新操作无法满足雷达成像卫星工作参数的更新要求的技术问题。

本发明是采用以下技术方案解决上述技术问题的：偏航导引低轨雷达成像卫星工作参数更新方法包括：