[发明专利]一种测量地球反照辐射照度的方法

摘要

本发明公开了一种测量地球反照辐射照度的方法，该方法以地球地心为坐标原点，建立地球坐标系，根据卫星轨道参数和星敏感器在星上的安装位置，确定卫星和太阳在特定时刻的在地球坐标系中的经纬度位置；对地球表面进行经纬度划分，选取地表小面元，判断该小面元是否能同时即被太阳照射又能被星敏感器遮光罩所视见，若能则通过太阳、面元和星敏感器的辐射传输关系计算该小面元散射的太阳光对星敏感器的杂光影响。遍历地表各面元，并将各面元对星敏感器的杂光影响进行叠加，即可得到地表面元对星敏感器的综合影响，具有计算速度快，测量准确度高的优点。

主权项

1.一种测量地球反照辐射照度的方法，其特征在于步骤如下：(1)以地球地心为坐标原点，建立地球坐标系，太阳在地球坐标系中的经纬度位置α_sun，β_sun，根据卫星轨道参数确定卫星在地球坐标系中的经纬度位置α_sat，β_sat以及在地球坐标系中的星敏感器光轴指向v_st；其中α_sun为太阳在地球坐标系中的经度位置，β_sun为太阳在地球坐标系中的纬度位置，α_sat为卫星在地球坐标系中的经度位置，β_sat为卫星在地球坐标系中的纬度位置；(2)对地球表面进行经纬度划分形成M个地表面元ds，M≥10000；(3)任选一个地表面元ds，保存该地表面元ds所处的经纬度α_ds，β_ds，计算所述地表面元ds的当地法线N与太阳入射矢量S的夹角连接任意一个地表面元ds和星敏感器遮光罩入口中心形成地表-星敏连接线，计算每个地表面元ds的当地法线N与地表-星敏连接线的夹角地表-星敏连接线的长度为l_i，，i＝1，2...M-1，M，l_i由卫星在地球坐标系中的经纬度位置α_sat，β_sat和每个地表面元ds位置确定；计算任意一个地表-星敏连接线与所述星敏感器光轴指向v_st的夹角(4)判断每个地表面元ds是否会被太阳照射，当地表面元ds的当地法线N与太阳入射矢量S的夹角小于等于90°时则该地表面元ds会被太阳照射，否则该地表面元ds未被太阳照射，其中太阳入射矢量S由太阳在地球坐标系中的经纬度位置α_sun，β_sun所确定；(5)判断每个地表面元ds是否会被星敏感器遮光罩所视见，当地表面元ds的当地法线N与地表-星敏连接线的夹角小于等于90°时则该地表面元ds会被星敏感器遮光罩所视见，否则该地表面元ds未被星敏感器遮光罩所视见；(6)判断每个地表面元ds是否会对星敏感器带来杂光干扰，若地表面元ds既被太阳照射，又被星敏感器遮光罩所视见，则该地表面元ds的地球反照光会对星敏感器带来杂光干扰，否则该地表面元ds的地球反照光不会对星敏感器带来杂光干扰；(7)根据每个地表面元ds的地表反射率ρ计算该地表面元ds的辐射亮度L_i，假设地表反照为朗伯辐射体，则每个地表面元ds的辐射亮度为其中E_sun为太阳在地球大气层外的辐照度，C为在星敏感器工作谱段内的太阳辐射能量与太阳全谱段内辐射能量的比值；(8)根据每个地表面元ds的辐射亮度L_i得到每个地表面元ds在遮光罩入口处的辐射亮度dE_i：其中dA为地表面元ds的面积；(9)根据每个地表面元ds在遮光罩入口处的辐射亮度dE_i得到每个地表面元ds在星敏感器像面上的辐射照度dE_o：其中PST为星敏感器的点源透射比；(10)对所有地表面元ds在星敏感器像面上的辐射照度进行求和，即可测量得到星敏感器像面处的地球反照辐射照度E_o。