CN107745830B

CN107745830B - 一种基于微小卫星的高分遥感定标系统及定标方法

Info

Publication number: CN107745830B
Application number: CN201710909078.9A
Authority: CN
Inventors: 尚永衡; 尹建伟; 罗智凌; 吴朝晖
Original assignee: Zhejiang University ZJU
Current assignee: Zhejiang University ZJU
Priority date: 2017-09-29
Filing date: 2017-09-29
Publication date: 2020-08-18
Anticipated expiration: 2037-09-29
Also published as: CN107745830A

Abstract

本发明公开了一种基于微小卫星的高分遥感定标系统及定标方法。展开式太阳能板通过太阳能板承载臂与卫星体相连；反射镜安装在反射镜法兰上，并与卫星体装配在一起；一号探测器、二号探测器、三号探测器安装在探测器安装臂；反射球通过反射球旋转和安装法兰装配在卫星体；GPS天线和数传天线装配在卫星体的底部。反射球通过反射球旋转和安装法兰结构，实现在轨旋转而并不会影响对卫星的姿态产生大纵向的影响，并通过反射球旋转和安装法兰和一号探测器实现对整个反射球的球面度的探测。本发明通过设计合理的反射球系统、反射镜系统、和在线观测传感器系统，可实现精确的高分遥感定标，为高分遥感卫星的辐射矫正提供精确的校准信息。

Description

一种基于微小卫星的高分遥感定标系统及定标方法

技术领域

本发明涉及一种基于微小卫星的高分遥感定标系统及定标方法，属于微小卫星和高分遥感领域。

背景技术

在卫星遥感领域，由于卫星的传感器在地面测量的结果和在发射入轨后测到结果有很大的不同，这就造成遥感卫星所接收到的地面目标的反射信息与实际的反射信息有很大出入，造成卫星所获取的遥感信息的偏差较大，所以卫星辐射定标一个非常重要且必要的工作。现有的技术主要包括在轨定标和地面定标。在轨定标主要是与卫星自带的定标设备来实现，这种技术一般应用到中到大型卫星上面，而在资源相对比较紧张的微小卫星上则很少使用。另外一个是地面定标，主要是通过在地面选择合适的定标场和合适的标靶来实现定标，但是此种定标技术受定标场地的地形环境、气候环境的影响较大，精度也相对较低，所以，亟需一种能以较小的代价来实现高精度定标的装置或者方法来满足遥感卫星的定标要求。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种基于微小卫星的高分遥感定标系统及定标方法。

一种基于微小卫星的高分遥感定标系统，它包括展开式太阳能板、太阳能板承载臂、反射镜、反射镜法兰、探测器安装臂、一号探测器、二号探测器、三号探测器、反射球、反射球旋转和安装法兰、GPS天线、数传天线、发射安装法兰、卫星体；展开式太阳能板通过太阳能板承载臂与卫星体相连；反射镜安装在反射镜法兰上，并与卫星体装配在一起；一号探测器、二号探测器、三号探测器安装在探测器安装臂；反射球通过反射球旋转和安装法兰装配在卫星体；GPS天线和数传天线装配在卫星体的底部；卫星体则通过发射安装法兰与运载连接。

所述的反射球可以通过反射球旋转和安装法兰结构，可以实现在轨旋转而并不会影响对卫星的姿态产生大纵向的影响，并通过通过反射球旋转和安装法兰和一号探测器实现对整个反射球的球面度的探测。

所述的一种基于微小卫星的高分遥感定标系统，所述的安装在探测器安装臂上的一号探测器、二号探测器和三号探测器，其中一号探测器实现对反射球的反射光进行观测；三号探测器实现对反射镜的反射光进行观测；二号探测器则在同一角度对地面进行观测。

所述的一种基于微小卫星的高分遥感定标系统的定标方法，当微小卫星进入外太空预定轨道时，首先展开式太阳能板和太阳能板承载臂在接收到卫星的飞行程序的展开指令后进行展开，并开始为整个卫星系统提供电源；然后安装在探测器安装臂上的一号探测器、二号探测器、三号探测器在卫星飞行程序的控制下，同时拍摄反射球、地面和反射镜的反射信息，并记录此时的GPS天线所接收到的卫星的位置信息，最终所有的信息将通过数传天线把数据传输到地面进行分析；然而随着时间的推移，反射球和反射镜会受空间环境的影响而出现表面反射强度衰减的情况，此时则通过反射球旋转和安装法兰的旋转实现对整个反射球可观测面的所有的数据的搜集，来实现反射球和反射镜表面反射强度衰减的补偿。

本发明的有益效果在于：第一、所采用的反射球可旋转结构配合探测器可以实现对整个探测球表面实现一个360度的球冠进行探测。第二、采用两套探测器的方式，一个对地进行探测，一个对反射球进行探测，可以实现一个统一的比较，增加测量精度。第三、采用反射球和反射镜协同测量，可以进一步增加测量精度，同时还可以对反射球和反射镜的表面反射率的退化进行检测。第四、利用微小卫星平台可以有效降低成本和风险。第五、该系统还可以为附近轨道的其它遥感卫星提供定标信息。

附图说明

图1是一种基于微小卫星的高分遥感定标系统的结构示意图的正面视图，

其中，卫星太阳能帆板已经展开；

图2是一种基于微小卫星的高分遥感定标系统的结构示意图的右侧视图；

附图标记说明：001、展开式太阳能板；002、太阳能板承载臂；003、反射镜；004、反射镜法兰；005、探测器安装臂；006、一号探测器；007、二号探测器；008、三号探测器；009、反射球；010、反射球旋转和安装法兰；011、GPS天线；012、数传天线；013、发射安装法兰；014、卫星体。

具体实施方案

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

如图1、2所示，一种基于微小卫星的高分遥感定标系统，它包括展开式太阳能板001、太阳能板承载臂002、反射镜003、反射镜法兰004、探测器安装臂005、一号探测器006、二号探测器007、三号探测器008、反射球009、反射球旋转和安装法兰010、GPS天线011、数传天线012、发射安装法兰013、卫星体014；展开式太阳能板001通过太阳能板承载臂002与卫星体014相连；反射镜003通过安装在反射镜法兰004上与卫星体014装配在一起；一号探测器006、二号探测器007、三号探测器008均安装于探测器安装臂005；反射球009通过反射球旋转和安装法兰010装配在卫星体014；GPS天线011和数传天线012装配在卫星体014的底部；卫星体014通过发射安装法兰013可与运载火箭连接。

所述的反射球009可以通过反射球旋转和安装法兰010结构，可以实现在轨旋转而并不会影响对卫星的姿态产生大纵向的影响，并通过反射球旋转和安装法兰010和一号探测器006实现对整个反射球009的球面360度的探测。

所采用的反射球009和反射镜003互相配合的结构设计，满足在同一太阳入射条件下两种辐射校准参数的对比，可以有效的提高校准精度。

所设计的安装在探测器安装臂005上的一号探测器006、二号探测器007和三号探测器008，其中一号探测器006实现对反射球的反射光进行观测；三号探测器008实现对反射镜003的反射光进行观测；二号探测器007则在同一角度对地面进行观测。

如图1、2所示，一种所述的一种基于微小卫星的高分遥感定标系统的定标方法，当微小卫星进入外太空预定轨道时，首先展开式太阳能板001和太阳能板承载臂002在接收到卫星的飞行程序的展开指令后进行展开，并开始为整个卫星系统提供电源；然后安装在探测器安装臂005上的一号探测器006、二号探测器007、三号探测器008在卫星飞行程序的控制下，同时拍摄反射球009、地面和反射镜003的反射信息，并记录此时的GPS天线011所接收到的卫星的位置信息，最终所有的信息将通过数传天线012把数据传输到地面进行分析；然而随着时间的推移，反射球009和反射镜003会受空间环境的影响而出现表面反射强度衰减的情况，此时则通过反射球旋转和安装法兰010的旋转实现对整个反射球009可观测面的所有的数据的搜集，来实现反射球009和反射镜003表面反射强度衰减的补偿。

Claims

1.一种基于微小卫星的高分遥感定标系统，其特征在于：它包括展开式太阳能板（001）、太阳能板承载臂（002）、反射镜（003）、反射镜法兰（004）、探测器安装臂（005）、一号探测器（006）、二号探测器（007）、三号探测器（008）、反射球（009）、反射球旋转和安装法兰（010）、GPS天线（011）、数传天线（012）、发射安装法兰（013）、卫星体（014）；展开式太阳能板（001）通过太阳能板承载臂（002）与卫星体（014）相连；反射镜（003）通过安装在反射镜法兰（004）上与卫星体（014）装配在一起；一号探测器（006）、二号探测器（007）、三号探测器（008）均安装于探测器安装臂（005）；反射球（009）通过反射球旋转和安装法兰（010）装配在卫星体（014）；GPS天线（011）和数传天线（012）装配在卫星体（014）的底部；卫星体（014）通过发射安装法兰（013）可与运载火箭连接。

2.如权利要求1所述的一种基于微小卫星的高分遥感定标系统，其特征在于：所述的反射球（009）通过反射球旋转和安装法兰（010）结构，实现在轨旋转而并不会影响对卫星的姿态产生大纵向的影响，并通过反射球旋转和安装法兰（010）和一号探测器（006）实现对整个反射球（009）的球面360度的探测。

3.如权利要求1所述的一种基于微小卫星的高分遥感定标系统，其特征在于：所设计的安装在探测器安装臂（005）上的一号探测器（006）、二号探测器（007）和三号探测器（008），其中一号探测器（006）实现对反射球的反射光进行观测；三号探测器（008）实现对反射镜（003）的反射光进行观测；二号探测器（007）则在同一角度对地面进行观测。

4.一种如权利要求3所述的一种基于微小卫星的高分遥感定标系统的定标方法，其特征在于：当微小卫星进入外太空预定轨道时，首先展开式太阳能板（001）和太阳能板承载臂（002）在接收到卫星的飞行程序的展开指令后进行展开，并开始为整个卫星系统提供电源；然后安装在探测器安装臂（005）上的一号探测器（006）、二号探测器（007）、三号探测器（008）在卫星飞行程序的控制下，同时拍摄反射球（009）、地面和反射镜（003）的反射信息，并记录此时的GPS天线（011）所接收到的卫星的位置信息，最终所有的信息将通过数传天线（012）把数据传输到地面进行分析；然而随着时间的推移，反射球（009）和反射镜（003）会受空间环境的影响而出现表面反射强度衰减的情况，此时则通过反射球旋转和安装法兰（010）的旋转实现对整个反射球（009）可观测面的所有的数据的搜集，来实现反射球（009）和反射镜（003）表面反射强度衰减的补偿。