[发明专利]一种离轴相机积分时间确定方法

摘要

一种离轴相机积分时间确定方法，针对传统方法对离轴相机积分时间计算存在偏差的问题，采用运动学理论及立体几何方法，由卫星轨道、姿态、成像点参数计算得到地速矢量，构建地速、像速、视轴矢量三角形，解矢量三角形计算像速的大小及像速矢量，利用相机像元尺寸、焦距、摄影点斜距等参数计算得到精确的离轴相机积分时间。本发明方法简洁高效，准确合理；避免了传统的坐标转换方法可能带来的偏差，通过对相关物理量关系的准确分析，精确的计算离轴相机的积分时间，提高CCD积分时间计算结果的准确性，改善卫星成像质量，在工程应用中精度更高；还可进一步推导出离轴相机偏流角的计算方法；且同样适用于同轴相机，适应性更广。

主权项

一种离轴相机积分时间确定方法，其特征在于包括如下步骤：(1)根据运动学原理计算地速矢量v地＝‑ωe×R+(vs+ωb×H)；其中ωe是地球角速度矢量，R是地心到成像点的矢量，vs是卫星速度矢量，ωb是卫星本体坐标系具有的角速度矢量，H是卫星到成像点的距离矢量；(2)构建相关速度矢量组成的矢量三角形，并判断地速在视轴方向上的投影分量方向；构成矢量三角形的三个矢量分别为：地速v地，像速vccd，地速在视轴上的分量v视轴；若地速矢量v地在CCD平面以下，则v视轴方向向下，即从卫星指向成像点；若地速矢量v地在CCD平面以上，则v视轴方向向上，即从成像点指向卫星；(3)计算得到像速vccd的单位矢量nccd，即像速在CCD平面内的方向；其中获得v地的单位矢量n地，光轴的单位矢量n光轴，(4)计算像速的大小及像速矢量；分别计算n视轴、n地、nccd三个矢量之间的夹角α视轴‑地、α视轴‑ccd，α视轴‑地＝cos‑1(n视轴·n地)，α视轴‑ccd＝cos‑1(n视轴·nccd)如果α视轴‑地<α视轴‑ccd，表明地速矢量在CCD平面以下，则α视轴‑ccd取其补角；如果α视轴‑地>α视轴‑ccd，表明地速矢量在CCD平面以上，α视轴‑地取其补角；解矢量三角形，由正弦定理：有vccd＝|vccd|·nccd；(5)根据像速矢量及相关参数获得积分时间其中vccdx为矢量vccd沿CCD片推扫方向的分量，h为CCD片到摄影点斜距的大小，f为相机的焦距，d为相机的CCD像元尺寸。