[发明专利]一种视频卫星扩大成像范围的推凝视成像方法

摘要

本发明公开了一种视频卫星扩大成像范围的推凝成像方法，该方法从传统的凝视成像覆盖范围有限的劣势出发，设计了在凝视成像过程中，卫星凝视跟踪成像时本体相对轨道坐标系的姿态角的变化中引入K值，使光轴缓慢的向前推移，从而沿轨方向、非沿轨方向成像幅宽增大，实现大范围覆盖成像的推凝视成像。本发明方法简单可靠、易行，扩大了凝视成像范围，扩展了视频卫星的应用领域。本发明是国内首个针对扩大凝视成像范围提出推凝视模式结合的快速可靠方法。

主权项

1.一种视频卫星扩大成像范围的推凝视成像方法，其特征在于，包括以下步骤：在凝视成像的过程中，将光轴匀速的向前推移，使沿轨方向、非沿轨方向成像幅宽增大；具体步骤为：(1)在不考虑地球曲率的前提下，已知比例系数K，推算推凝成像覆盖范围面积；假设卫星轨道高度h，凝视俯仰角度θ，相机单帧地面成像范围为正方形，面积为S1；根据已知K值可计算出实际俯仰角度θ'：θ'＝θ×K，满足|K|<1；则有：L1＝h×tgθL2＝h×tgθ′L3＝L1‑L2其中，L1为卫星俯仰θ角时光轴中心到卫星俯仰0°角时光轴中心的距离，L2为卫星俯仰θ'角时光轴中心到卫星俯仰0°角时光轴中心的距离，L3为卫星俯仰θ'角时光轴中心与卫星俯仰θ角时光轴中心之间的距离；由此可以计算出L1，L2，L3和S2；其中，S2为由θ变为θ'时地面成像区域对应的面积增量；因为卫星的俯仰角度是±θ，所以最终的推凝成像覆盖范围为2×S2+S1；(2)在不考虑地球曲率的前提下，确定卫星推凝成像的期望覆盖范围，推算K值；已知条件：假设卫星轨道高度h，凝视俯仰角度θ，相机单帧地面成像范围为正方形、面积为S1，卫星俯仰θ'角时光轴中心与卫星俯仰θ角时光轴中心之间的距离为L3，即需要扩大的面积俯仰角度θ'满足：将已知条件代入上述公式，计算出θ'，则K＝θ/θ'，即可推算出K值。