[发明专利]一种基于指向姿态的敏捷卫星观测目标条带分割方法

摘要

一种基于指向姿态的敏捷卫星观测目标条带分割方法，首先建立卫星在指定轨道上指向待观测目标点的姿态俯仰角和滚动角计算方程，计算当观测俯仰角为0°时对应的时间tr和滚动角φr；针对构成目标区域多边形的若干顶点，按照上述方法依次计算各顶点对应的tr和φr，找出tr和φr的最大值和最小值，采用卫星相机视场角对φr最大值和最小值之间的区间进行分割，得到若干条分割线；根据分割线和tr的最大值和最小值，计算得到分割条带的4个顶点经纬度坐标以及中线起止点经纬度坐标；该方法计算精度高，复杂度低，提高了卫星观测目标条带分割的准确度和计算效率，并且具备在计算能力有限的星载计算机上实现的条件。

主权项

一种基于指向姿态的敏捷卫星观测目标条带分割方法，其特征在于步骤如下：1)设tr时刻卫星指向待测目标点T时，卫星的观测俯仰角θ为0，观测滚动角为φr，定义tr为标称观测时刻，φr为标称侧摆角，并计算获得标称观测时刻tr和标称侧摆角φr；11)建立待测目标点T在J2000坐标系下位置与观测时间的关系方程T＝LeiTTe，上标T表示矩阵转置；其中Lei为J2000坐标系到WGS84坐标系的坐标转换矩阵，Te为待测目标点T在WGS84坐标系下的位置；12)根据当圈整秒时刻ti对应的卫星在J2000坐标系下轨道位置矢量RECI(ti)，计算获得各轨道位置与观测目标点的距离在中搜索得到最小点，记为初步标称观测时刻tre，初步标称观测时刻tre对应的卫星位置记为标称观测位置RECI(tre)；13)建立卫星的观测俯仰角θ与观测时刻t的函数关系θ(t)；131)计算获得J2000坐标下卫星指向待测目标点T的矢量STi＝LeiTTe‑RECI，并转换到轨道系表示为STo＝Loi×STi，其中Loi为J2000坐标系到轨道坐标系的转换矩阵；132)设卫星偏航角保持0度，卫星相对于轨道坐标系的姿态采用312转序描述的俯仰角为滚动角为STo，x、STo，y、STo，z分别表示STo在x、y、z三个坐标轴上的分量；133)根据步骤132)建立关系θ(t)；14)采用二分法求解θ(t)＝0的标称观测时刻tr；15)将标称观测时刻tr带入获得标称侧摆角φr；2)按照步骤1)依次计算获得待测目标中所有目标顶点的标称观测时刻tr和标称侧摆角φr，找出标称观测最大时刻tmax，标称观测最小时刻tmin，标称最大侧摆角φmax，标称最小侧摆角φmin；在标称最大侧摆角φmax和标称最小侧摆角φmin之间划分为n个区间，其中ceiling表示向上取整，ηf为卫星相机有效视场；计算获得n个区间的边界线3)对于某一个条带计算得到该条带的特征点，所述特征点包括四个顶点分别为：以及中线起止点为：根据得到的特征点计算获得该条带的特征点对应的地理经纬度；4)重复步骤3)获得所有条带的特征点对应的地理经纬度。