CN105160164A - 一种星上自主获取并发送相机增益级数的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明一种星上自主获取并发送相机增益级数的方法，星务中心计算机通过自主计算相机增益级数将正确的相机增益级数发送给相机分系统，从而减少了地面频繁的任务上注，以及时间长达几分钟的任务只用一组成像参数带来的图像动态范围未充分利用的缺陷。通过星务主机自主计算相机增益级数使得卫星系统在卫星入轨后，相机能够快速的调整到焦面位置，节省在轨测试时间，尽早投入到任务运行中。

Description

一种星上自主获取并发送相机增益级数的方法
技术领域
本发明属于航天领域，涉及一种星上自主获取并发送相机增益级数的方法。提升光学遥感卫星在轨成像参数设置的灵活性和自动化程度，降低卫星在轨操作的复杂度，使卫星图像的动态范围更加合理，提高图像的辐射质量。
背景技术
目前，国内小卫星光学遥感卫星每次成像的工作参数(积分级数和增益)都需要通过地面频繁的上注任务实现，时间长达几分钟的任务只用一组成像参数带来图像动态范围未充分利用的缺陷，在轨成像参数设置不够灵活和自动化程度低，卫星图像的动态范围不够合理，图像的辐射质量不够高。
发明内容
本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提出一种星上自主获取并发送相机增益级数的方法；本发明减轻地面上注任务的负担，避免在上注过程中由于频繁的数据块上注而出现数据丢失；实现星上自主计算并发送正确的相机增益级数到相机分系统，使得卫星在轨成像可以使用合适的成像参数，提高了在轨成像参数设置的灵活性和自动化程度，卫星图像的动态范围更合理，图像的辐射质量更高。
本发明的技术解决方案是：一种星上自主获取并发送相机增益级数的方法，步骤如下：
1)在地面建立相机增益级数表，所述的相机增益级数表包括太阳高度角信息及相机增益和级数信息；地面通过遥控将相机增益级数表上传至星务中心计算机；接收到地面发送的相机增益级数表后，星务中心计算机将增益级数表信息存储在星上；星务中心计算机通过遥测将星上存储的相机增益级数表传回到地面，用于地面工作人员读取星上的相机增益级数内容；当星务中心计算机判断相机增益级数表三取二错误时，表明星上的相机增益级数表由于单粒子等原因发生了错误，则地面重新上传相机增益级数表；
2)星务中心计算机通过轮询外部姿控分系统获得太阳高度角；星务中心计算机获得太阳高度角的周期为t秒，0≤t≤1；星务中心计算机将最近连续两次接收到的太阳高度角的差值作为太阳高度角正确性的判断依据；星务中心计算机存储当前接收到的太阳高度角，标记为NX，上一次接收到的太阳高度角标记为NY，定义N为有效的太阳高度角，太阳高度角的有效范围0°≤N≤90°；若|NX-NY|≤2，表明接收到的太阳高度角有效，则N＝NX；若|NX-NY|>2，表明接收到的太阳高度角无效，则不改变N的值；星务中心计算机使用太阳高度角有效时的N值在相机增益级数参数表中查阅有效的太阳高度角N值对应的相机增益级数，并发送给相机分系统。
星务中心计算机设置了4条间接指令，分别是“自主发送相机参数允许”、“自主发送相机参数禁止”、“相机参数开始发送”和“相机参数停止发送”；当星务中心计算机在“自主发送相机参数允许”的情况下接收到“相机参数开始发送”指令后，开始自主发送相机增益级数至相机分系统；星务中心计算机初始工作模式为“自主发送相机参数允许”，通过地面指令进行状态切换。
在“自主发送相机参数允许”且“相机参数开始发送”状态下，星务中心计算机根据实际的太阳高度角，实时地将最合适的相机增益和级数发送给相机分系统。
本发明与现有技术相比有益效果为：
(1)本发明减少了地面繁琐的上注任务，以及由于上注任务过多可能导致的人为错误或上注过程中数据丢失的问题，同时方便了用户的在轨使用。
(2)本发明实现了星上存储相机增益级数表，并通过三取二保证数据的正确性，通过有效太阳高度角自主计算相机增益级数。
(3)本发明实现了实时有效的相机增益级数的自主发送。
(4)本发明通过设置相应的遥测反映相机增益级数表的正确性，相机增益级数的发送状态，以及当前有效的太阳高度角。
(5)本发明提高了在轨成像参数设置的灵活性和自动化程度，卫星图像的动态范围更合理，图像的辐射质量更高。
本发明减少地面烦琐的计算及上注工作，星务中心计算机根据有效太阳高度角计算实时的相机增益级数，实现相机增益级数自主发送，在遥测中设计相关遥测参数，可以通过指令控制是否自动发送相机增益级数。实现星上自主计算并发送正确的相机增益级数到相机分系统，使得卫星在轨成像可以使用合适的成像参数，提高了在轨成像参数设置的灵活性和自动化程度，卫星图像的动态范围更合理，图像的辐射质量更高。
附图说明
图1为本发明方法流程图。
图2为本发明的控制分系统广播数据中太阳高度角的定义。
图3为本发明的相机增益级数表数据块的上注格式。
图4为本发明的太阳高度角-增益级数对应表。
图5为本发明的增益级数参数设置数据块定义。
图6为本发明的星务中心计算机增加的遥测。
图7为本发明的星务中心计算机下传的增益级数表。
具体实施方式
本发明的提出了星务中心计算机自主获取并发送相机增益级数的设计方法主要包括以下几个方面：
首先要建立相机增益级数表，根据不同的太阳高度角对应相机在该太阳高度角下最佳工作状态的相机增益级数。上注的相机增益级数表如图3所示。
地面通过遥控将做好的相机增益级数表上注到星务中心计算机。当星务中心计算机接收到相机增益级数表时，将相机增益级数表内容按星上格式存储在三个位置。当地面需要星务中心计算机将星上存储的相机增益级数内容遥测到地面时，星务中心计算机先对其进行三取二比对，三取二比对错误时，星务中心计算机设置“相机增益级数校验标志”遥测为错误，地面可以通过收到的遥测信息判断星上存储的相机增益级数是否正确。下传的相机增益级数查找表内容和格式如图7所示。星务中心计算机可以通过指令设置该遥测包的下传状态，默认不下传。
星务中心计算机存储相机增益级数查找表、自主获取并发送相机增益级数流程如图1所示。星务中心计算机根据正确的太阳高度角获取最理想的相机增益级数，并在自主发送相机增益级数允许并发送的情况下，自主将相机参数发送到相机分系统。与此同时，星务中心计算机更新相应的遥测数据。
卫星姿控分系统负责为星务中心计算机提供实时的太阳高度角。太阳高度角定义长度及精度如图2所示。星务中心计算机获得太阳高度角的周期为t秒，0≤t≤1；太阳高度角在1秒的变化值不会大于1°，因此，星务中心计算机将最近连续两次接收到的太阳高度角的差值作为太阳高度角正确性的判据。具体实现方法是：星务中心计算机存储当前接收到的太阳高度角，标记为NX，上一次接收到的太阳高度角标记为NY，用N标记有效的太阳高度角，太阳高度角的有效范围0°≤N≤90°。若|NX-NY|≤2，则N＝NX；若|NX-NY|>2，则不改变N的值。
星务中心计算机根据有效的太阳高度角，按图4所示的太阳高度角范围与对应的相机增益级数关系查找相机增益级数表，从而获取当前太阳高度角对应的最合适的相机增益级数。
星务中心计算机自主获取最合适的相机增益级数后，通过数据块发送给相机分系统。数据块内容如图5所示，用9字节数据块存放发送到相机管理控制器的相机增益级数。
星务中心计算机增加了相应的遥测，直观显示当前相机增益级数相机增益级数自主发送使能状态、自主发送标志、校验标志及有效的太阳高度角。遥测参数如图6所示。
星务中心计算机设计了4条间接指令，分别是“自主发送相机参数允许”、“自主发送相机参数禁止”、“相机参数开始发送”和“相机参数停止发送”。星务中心计算机只有在“自主发送相机参数允许”的情况下接收到“相机参数开始发送”指令后，才开始自主发送相机增益级数。星务中心计算机默认工作在相机增益级数自主发送功能允许的状态下，可以通过地面指令进行状态切换。
在“自主发送相机参数允许”且“相机参数开始发送”状态下，星务中心计算机根据实际的太阳高度角，实时地将最合适的相机增益和级数发送给相机分系统。
上述的具体实施方式所进行的描述仅是用来说明本发明的内容，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明的实例做出各种等效的变化和修改，但其变型都将落在本发明权利要求的范围内，因此本发明是广泛的。
本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (3)

1.一种星上自主获取并发送相机增益级数的方法，其特征在于步骤如下：
1)在地面建立相机增益级数表，所述的相机增益级数表包括太阳高度角信息及相机增益和级数信息；地面通过遥控将相机增益级数表上传至星务中心计算机；接收到地面发送的相机增益级数表后，星务中心计算机将增益级数表信息存储在星上；星务中心计算机通过遥测将星上存储的相机增益级数表传回到地面，用于地面工作人员读取星上的相机增益级数内容；当星务中心计算机判断相机增益级数表三取二错误时，表明星上的相机增益级数表由于单粒子等原因发生了错误，则地面重新上传相机增益级数表；
2)星务中心计算机通过轮询外部姿控分系统获得太阳高度角；星务中心计算机获得太阳高度角的周期为t秒，0≤t≤1；星务中心计算机将最近连续两次接收到的太阳高度角的差值作为太阳高度角正确性的判断依据；星务中心计算机存储当前接收到的太阳高度角，标记为NX，上一次接收到的太阳高度角标记为NY，定义N为有效的太阳高度角，太阳高度角的有效范围0°≤N≤90°；若|NX-NY|≤2，表明接收到的太阳高度角有效，则N＝NX；若|NX-NY|>2，表明接收到的太阳高度角无效，则不改变N的值；星务中心计算机使用太阳高度角有效时的N值在相机增益级数参数表中查阅有效的太阳高度角N值对应的相机增益级数，并发送给相机分系统。
2.根据权利要求1所述的一种星上自主获取并发送相机增益级数的方法，其特征在于：星务中心计算机设置了4条间接指令，分别是“自主发送相机参数允许”、“自主发送相机参数禁止”、“相机参数开始发送”和“相机参数停止发送”；当星务中心计算机在“自主发送相机参数允许”的情况下接收到“相机参数开始发送”指令后，开始自主发送相机增益级数至相机分系统；星务中心计算机初始工作模式为“自主发送相机参数允许”，通过地面指令进行状态切换。
3.根据权利要求1所述的一种星上自主获取并发送相机增益级数的方法，其特征在于：在“自主发送相机参数允许”且“相机参数开始发送”状态下，星务中心计算机根据实际的太阳高度角，实时地将最合适的相机增益和级数发送给相机分系统。
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