【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)主要涉及衛(wèi)星控制，尤其涉及一種衛(wèi)星對地成像的控制方法、裝置和電子設(shè)備。
技術(shù)介紹
1、衛(wèi)星成像控制是一項涉及多個方面的復(fù)雜技術(shù)，其核心在于如何通過衛(wèi)星上的觀測儀器對地球或其他天體進行精確的成像，并確保這些圖像的質(zhì)量滿足特定的應(yīng)用需求。
2、衛(wèi)星的軌道設(shè)計是成像控制的基礎(chǔ)。地球同步軌道和極地軌道是兩種常見的衛(wèi)星軌道類型，其中地球同步軌道衛(wèi)星能夠持續(xù)對地球某一區(qū)域進行觀測，而極地軌道衛(wèi)星則能提供全球覆蓋的觀測能力。在衛(wèi)星對地成像過程中，軌道高度和傾角的精確控制對于確保成像的連續(xù)性和覆蓋范圍至關(guān)重要。此外，衛(wèi)星的姿態(tài)控制是指通過調(diào)整衛(wèi)星的指向和姿態(tài)，使其觀測儀器能夠準(zhǔn)確地指向目標(biāo)區(qū)域。這包括衛(wèi)星的翻滾、俯仰和偏航控制，以確保成像過程中的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。
3、現(xiàn)有技術(shù)中，在高轉(zhuǎn)動速度下，轉(zhuǎn)臺自身穩(wěn)定度偏低，繞y軸僅有約0.006°/s，繞z軸僅有0.02°/s，嚴(yán)重影響衛(wèi)星對地成像質(zhì)量。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)要解決的技術(shù)問題是提供一種衛(wèi)星對地成像的控制方法、裝置和電子設(shè)備，解決轉(zhuǎn)臺體制對地光學(xué)高分成像衛(wèi)星存在的穩(wěn)定度低等缺點，提高衛(wèi)星對地成像的穩(wěn)定度。
2、為解決上述技術(shù)問題，第一方面，本專利技術(shù)提供了一種衛(wèi)星對地成像的控制方法，包括：基于衛(wèi)星平臺和衛(wèi)星轉(zhuǎn)臺對所述衛(wèi)星進行基礎(chǔ)控制；根據(jù)所述衛(wèi)星的坐標(biāo)、相機指向，相機測得的相機角速度，計算修正后的單級積分時間；將修正后的單級積分時間發(fā)送至相機電子學(xué)，所述相機電子學(xué)依照修正后的單級積分時間控
3、可選地，根據(jù)所述衛(wèi)星的坐標(biāo)、相機指向，相機測得的相機角速度，計算修正后的單級積分時間包括：
4、t0時刻衛(wèi)星坐標(biāo)為依照所述衛(wèi)星當(dāng)前姿態(tài)測得的衛(wèi)星視軸向量為則當(dāng)前時刻衛(wèi)星視軸和地面的交點坐標(biāo)為：
5、
6、其中，為衛(wèi)星視軸和地面的交點處的地面高度；
7、下一時刻t1衛(wèi)星坐標(biāo)為衛(wèi)星視軸向量則下一時刻衛(wèi)星視軸和地面的交點坐標(biāo)
8、t0時刻實際推掃速度大小為：
9、衛(wèi)星t0時刻實際前/后擺角度由向量夾角公式獲得：則t0時刻相機單級積分時間的計算公式為：其中為t0時刻相機推掃方向地面分辨率。
10、可選地，根據(jù)所述衛(wèi)星的坐標(biāo)、相機指向，相機測得的相機角速度，計算修正后的單級積分時間還包括：在地固系下，根據(jù)所述衛(wèi)星的坐標(biāo)、相機指向，相機測得的相機角速度，計算修正后的單級積分時間。
11、可選地，還包括：依據(jù)所述衛(wèi)星的坐標(biāo)、相機指向、衛(wèi)星繞z軸旋轉(zhuǎn)角度γ，計算衛(wèi)星指向點；將所述衛(wèi)星指向點發(fā)送至轉(zhuǎn)臺電機，驅(qū)動所述轉(zhuǎn)臺電機指向所述衛(wèi)星指向點，其中所述衛(wèi)星指向點為所述衛(wèi)星視軸與地面的交點。
12、可選地，還包括：根據(jù)所述衛(wèi)星指向點進行推掃，形成馬爾科夫條帶，包括：確定所述馬爾科夫條帶起點；在推掃過程中，控制地面條帶適應(yīng)衛(wèi)星姿態(tài)；所述衛(wèi)星繞z軸晃動時始終與tdi方向?qū)R。
13、可選地，依據(jù)所述衛(wèi)星的坐標(biāo)、相機指向、衛(wèi)星繞z軸旋轉(zhuǎn)角度γ，計算衛(wèi)星指向點還包括：
14、在地固系下t0時刻衛(wèi)星坐標(biāo)為依照衛(wèi)星當(dāng)前姿態(tài)測得的衛(wèi)星視軸向量為計算當(dāng)前時刻衛(wèi)星視軸和地面的交點坐標(biāo)在t1時刻衛(wèi)星坐標(biāo)衛(wèi)星實際飛行速度向量n2p：
15、將n2p由地固系轉(zhuǎn)化為本體系則經(jīng)過修正繞z軸修正的虛擬飛行速度向量其中為t1時刻衛(wèi)星繞z軸旋轉(zhuǎn)角度；
16、將轉(zhuǎn)換為地固系下坐標(biāo)n2，則無偏流角情況下時刻指向點
17、無偏流角情況下經(jīng)地球曲率修正的下一時刻指向點
18、
19、其中指向向量為衛(wèi)星視軸和地面的交點處的地面高度；
20、將笛卡爾坐標(biāo)系下轉(zhuǎn)化為球坐標(biāo)系下坐標(biāo)(a,e,r)，再對a進行地球自轉(zhuǎn)修正，得到a′：
21、將(a′,e,r)轉(zhuǎn)化為笛卡爾坐標(biāo)系，得到經(jīng)過地球自轉(zhuǎn)修正后t1時刻指向點
22、第二方面，本專利技術(shù)提供了一種衛(wèi)星對地成像的控制轉(zhuǎn)軸，包括：基礎(chǔ)控制模塊，用于基于衛(wèi)星平臺和衛(wèi)星轉(zhuǎn)臺對所述衛(wèi)星進行基礎(chǔ)控制；第一計算模塊，用于根據(jù)所述衛(wèi)星的坐標(biāo)、相機指向，相機測得的相機角速度，計算修正后的單級積分時間；第一控制模塊，用于將修正后的單級積分時間發(fā)送至相機電子學(xué)，所述相機電子學(xué)依照修正后的單級積分時間控制相機快門，其中所述單級積分時間為對地成像過程中的曝光時間。
23、可選地，還包括第二計算模塊，用于依據(jù)所述衛(wèi)星的坐標(biāo)、相機指向、衛(wèi)星繞z軸旋轉(zhuǎn)角度γ，計算衛(wèi)星指向點；將所述衛(wèi)星指向點發(fā)送至轉(zhuǎn)臺電機，驅(qū)動所述轉(zhuǎn)臺電機指向所述衛(wèi)星指向點，其中所述衛(wèi)星指向點為所述衛(wèi)星視軸與地面的交點。
24、可選地，還包括第二控制模塊，用于根據(jù)所述衛(wèi)星指向點進行推掃，形成馬爾科夫條帶，包括：確定所述馬爾科夫條帶起點；在推掃過程中，控制地面條帶適應(yīng)衛(wèi)星姿態(tài)；所述衛(wèi)星繞z軸晃動時始終與tdi方向?qū)R。
25、第三方面，本專利技術(shù)提供了一種電子設(shè)備，包括：處理器和存儲器，所述存儲器存儲可在所述處理器上運行的程序或指令，所述程序或指令被所述處理器執(zhí)行時實現(xiàn)如第一方面所述的衛(wèi)星對地成像的控制方法的步驟。
26、第四方面，本專利技術(shù)提供了一種可讀存儲介質(zhì)，所述可讀存儲介質(zhì)上存儲程序或指令，所述程序或指令被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)如第一方面所述的衛(wèi)星對地成像的控制方法的步驟。
27、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)具有以下優(yōu)點：首先基于衛(wèi)星平臺和衛(wèi)星轉(zhuǎn)臺對衛(wèi)星進行基礎(chǔ)控制；再根據(jù)衛(wèi)星的坐標(biāo)、相機指向，相機測得的相機角速度，計算修正后的單級積分時間；最后將修正后的單級積分時間發(fā)送至相機電子學(xué)，相機電子學(xué)依照修正后的單級積分時間控制相機快門，其中單級積分時間為對地成像過程中的曝光時間，進而解決了轉(zhuǎn)臺體制對地光學(xué)高分成像衛(wèi)星存在的穩(wěn)定度低等缺點，提高衛(wèi)星對地成像的穩(wěn)定度，適用于對地高分成像衛(wèi)星的多條帶拼接、多目標(biāo)觀測、沿跡觀測等任務(wù)，獲取重點目標(biāo)的信息。
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1.一種衛(wèi)星對地成像的控制方法，其特征在于，包括：
2.如權(quán)利要求1所述的衛(wèi)星對地成像的控制方法，其特征在于，根據(jù)所述衛(wèi)星的坐標(biāo)、相機指向，相機測得的相機角速度，計算修正后的單級積分時間包括：
3.如權(quán)利要求2所述的衛(wèi)星對地成像的控制方法，其特征在于，根據(jù)所述衛(wèi)星的坐標(biāo)、相機指向，相機測得的相機角速度，計算修正后的單級積分時間還包括：
4.如權(quán)利要求1所述的衛(wèi)星對地成像的控制方法，其特征在于，還包括：
5.如權(quán)利要求4所述的衛(wèi)星對地成像的控制方法，其特征在于，還包括：根據(jù)所述衛(wèi)星指向點進行推掃，形成馬爾科夫條帶，包括：
6.如權(quán)利要求4所述的衛(wèi)星對地成像的控制方法，其特征在于，依據(jù)所述衛(wèi)星的坐標(biāo)、相機指向、衛(wèi)星繞Z軸旋轉(zhuǎn)角度γ，計算衛(wèi)星指向點還包括：
7.一種衛(wèi)星對地成像的控制轉(zhuǎn)軸，其特征在于，包括：
8.如權(quán)利要求7所述的衛(wèi)星對地成像的控制裝置，其特征在于，還包括第二計算模塊，用于依據(jù)所述衛(wèi)星的坐標(biāo)、相機指向、衛(wèi)星繞Z軸旋轉(zhuǎn)角度γ，計算衛(wèi)星指向點；將所述衛(wèi)星指向點發(fā)送至轉(zhuǎn)臺電機，驅(qū)動所述轉(zhuǎn)臺電機
9.如權(quán)利要求7所述的衛(wèi)星對地成像的控制裝置，其特征在于，還包括第二控制模塊，用于根據(jù)所述衛(wèi)星指向點進行推掃，形成馬爾科夫條帶，包括：確定所述馬爾科夫條帶起點；在推掃過程中，控制地面條帶適應(yīng)衛(wèi)星姿態(tài)；所述衛(wèi)星繞Z軸晃動時始終與TDI方向?qū)R。
10.一種電子設(shè)備，其特征在于，包括：處理器和存儲器，所述存儲器存儲可在所述處理器上運行的程序或指令，所述程序或指令被所述處理器執(zhí)行時實現(xiàn)如權(quán)利要求1-6任一項所述的衛(wèi)星對地成像的控制方法的步驟。
11.一種可讀存儲介質(zhì)，其特征在于，所述可讀存儲介質(zhì)上存儲程序或指令，所述程序或指令被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)如權(quán)利要求1-6任一項所述的衛(wèi)星對地成像的控制方法的步驟。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種衛(wèi)星對地成像的控制方法，其特征在于，包括：
2.如權(quán)利要求1所述的衛(wèi)星對地成像的控制方法，其特征在于，根據(jù)所述衛(wèi)星的坐標(biāo)、相機指向，相機測得的相機角速度，計算修正后的單級積分時間包括：
3.如權(quán)利要求2所述的衛(wèi)星對地成像的控制方法，其特征在于，根據(jù)所述衛(wèi)星的坐標(biāo)、相機指向，相機測得的相機角速度，計算修正后的單級積分時間還包括：
4.如權(quán)利要求1所述的衛(wèi)星對地成像的控制方法，其特征在于，還包括：
5.如權(quán)利要求4所述的衛(wèi)星對地成像的控制方法，其特征在于，還包括：根據(jù)所述衛(wèi)星指向點進行推掃，形成馬爾科夫條帶，包括：
6.如權(quán)利要求4所述的衛(wèi)星對地成像的控制方法，其特征在于，依據(jù)所述衛(wèi)星的坐標(biāo)、相機指向、衛(wèi)星繞z軸旋轉(zhuǎn)角度γ，計算衛(wèi)星指向點還包括：
7.一種衛(wèi)星對地成像的控制轉(zhuǎn)軸，其特征在于，包括：
8.如權(quán)利要求7所述的衛(wèi)星對地成像的控制裝置，其特征在...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張文鑫，高爽，楊若宸，李曉紅，劉國華，田龍飛，胡登輝，
申請(專利權(quán))人：中國科學(xué)院微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院，
類型：發(fā)明
國別省市：
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