CN109696179A - 一种遥感卫星星敏感器热弹性误差估计方法 - Google Patents
一种遥感卫星星敏感器热弹性误差估计方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109696179A CN109696179A CN201811363164.5A CN201811363164A CN109696179A CN 109696179 A CN109696179 A CN 109696179A CN 201811363164 A CN201811363164 A CN 201811363164A CN 109696179 A CN109696179 A CN 109696179A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- star sensor
- satellite
- thermoelasticity
- coordinate system
- error
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C25/00—Manufacturing, calibrating, cleaning, or repairing instruments or devices referred to in the other groups of this subclass
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Navigation (AREA)
Abstract
本发明公开了一种遥感卫星星敏感器热弹性误差估计方法,包括步骤:一、建立包含星敏感器热弹性误差的星敏感器测量模型;二、通过步骤一中星敏感器测量模型将载荷观测所获得的卫星本体坐标系下的卫星质心到地标的单位方向矢量转换到惯性坐标系中;三、利用卫星上GPS数据以及地标的地理数据结合坐标系转换获得惯性坐标系下的卫星质心到地标的单位方向矢量,与步骤二中含有星敏测量模型的惯性系下的卫星质心到地标的单位方向矢量建立等式关系,通过载荷的多次测量获得星敏感器测量模型,并估计出星敏感器热弹性误差。
Description
技术领域
本发明涉及卫星领域,具体涉及一种遥感卫星星敏感器热弹性误差估计方法。
背景技术
随着遥感卫星技术的日益发展,遥感卫星的数量逐渐增多,遥感卫星的对地分辨率以及遥感卫星的性能快速提升,以及地面控制点数量和精度的提升,利用遥感图像信息实现对遥感卫星上星敏感器的热弹性误差估计,提高星敏感器的测量精度。
目前没有发现同本发明类似技术的说明或报道,也尚未收集到国内外类似的资料。
发明内容
为了估计由于热影响的星敏感器的热弹性误差,本发明提出了一种遥感卫星星敏感器热弹性误差估计方法,利用本发明,可以提高星敏感器的测量精度。
为了达到上述发明目的,本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种遥感卫星星敏感器热弹性误差估计方法,包括如下步骤:
步骤一、建立包含星敏感器热弹性误差的星敏感器测量模型;
步骤二、通过步骤一中星敏感器测量模型将载荷观测所获得的卫星本体坐标系下的卫星质心到地标的单位方向矢量转换到惯性坐标系中;
步骤三、利用卫星上GPS数据以及地标的地理数据结合坐标系转换获得惯性坐标系下的卫星质心到地标的单位方向矢量,与步骤二中含有星敏测量模型的惯性系下的卫星质心到地标的单位方向矢量建立等式关系,通过载荷的多次测量获得星敏感器测量模型,并估计出星敏感器热弹性误差。
采取上述的技术方案,可获得遥感卫星星敏感器的热弹性误差,利用遥感观测数据有效提高星敏感器测量精度。提高对地遥感的应用能力。
具体实施方式
一种遥感卫星星敏感器热弹性误差估计方法,其特征在于,该方法包括如下的步骤:
所述步骤一,建立包含星敏感器热弹性误差的星敏感器测量模型,具体步骤如下:
步骤1-1,建立星敏感器热弹性误差模型,如下:
其中ω表示卫星的角速度,t表示时间,常数fi0表示常值误差,Aφi,Aθi,为由热变形引起的周期变化的幅值。φh,θh,ψh为三轴姿态随轨道周期引起的热变化所产生的角度变化量。
步骤1-2、将步骤3-1中的星敏感器热弹性误差模型加入星敏感器测量模型中;
其中Cs为星敏感器敏感器输出角度所构建的3×3矩阵,Ch为星敏感器热弹性误差角度所构建的3×3矩阵。
步骤1-3、建立卫星本体坐标系相对惯性系的姿态转换矩阵,如下:
其中为卫星本体坐标系相对惯性系的姿态转换矩阵,为卫星本体到星敏感器的转换矩阵,为星敏感器测量矩阵。
所述步骤二、通过步骤一中星敏感器测量模型将载荷观测所获得的卫星本体坐标系下的卫星质心到地标的单位方向矢量转换到惯性坐标系中,具体步骤如下:
步骤2-1、地标信息在像平面上的像素坐标为[u,v],像元尺寸为dx×dy,焦距为f。利用载荷像平面上的测量数据获得在载荷本体坐标系下载荷指向地标的单位方向矢量如下:
步骤2-2、将载荷本体坐标系下载荷指向地标的单位方向矢量转换至卫星惯性坐标系下:
其中为载荷本体坐标系向卫星本体坐标系之间的转换矩阵,为卫星本体坐标系向惯性坐标系之间的转换矩阵。
所述步骤三、利用卫星上GPS数据以及地标的地理数据结合坐标系转换获得惯性坐标系下的卫星质心到地标的单位方向矢量,与步骤二中含有星敏测量模型的惯性系下的卫星质心到地标的单位方向矢量建立等式关系,通过载荷的多次测量获得星敏感器测量模型,并估计出星敏感器热弹性误差,具体步骤如下:
步骤3-1、利用卫星上GPS数据以及地标的地理数据结合坐标系转换获得惯性坐标系下的卫星质心到地标的单位方向矢量:
利用GPS接收机获取卫星在惯性空间中的位置信息[xsi ysi zsi],利用载荷观测地面信息,并根据地面图像匹配,获得地面标志点在地理坐标系中的位置信息[xme yme zme],将地面标志点在地理坐标系中的位置信息转换至惯性坐标系中表示为[xmi ymi zmi];
其中为地理坐标系到惯性坐标系之间的转换矩阵。
获取惯性空间坐标系中表示的卫星质心到地标的单位方向矢量
步骤3-2、与含有星敏测量模型的惯性系下的卫星质心到地标的单位方向矢量建立等式关系,通过载荷的多次测量获得星敏感器测量模型,并估计出星敏感器热弹性误差。
在公式(8)中,f,为已知值,udx,vdy为直接测量值,Cs、xsi、ysi、zsi为直接测量值,xmi、ymi、zmi为间接测量值。利用载荷的多次测量数据可获取星敏感器热弹性误差Ch。
Claims (4)
1.一种遥感卫星星敏感器热弹性误差估计方法,其特征在于,包括如下的步骤:
步骤一、建立包含星敏感器热弹性误差的星敏感器测量模型;
步骤二、通过步骤一中星敏感器测量模型将载荷观测所获得的卫星本体坐标系下的卫星质心到地标的单位方向矢量转换到惯性坐标系中;
步骤三、利用卫星上GPS数据以及地标的地理数据结合坐标系转换获得惯性坐标系下的卫星质心到地标的单位方向矢量,与步骤二中含有星敏测量模型的惯性系下的卫星质心到地标的单位方向矢量建立等式关系,通过载荷的多次测量获得星敏感器测量模型,并估计出星敏感器热弹性误差。
2.如权利要求1所述的一种遥感卫星星敏感器热弹性误差估计方法,其特征在于:所述步骤一,建立包含星敏感器热弹性误差的星敏感器测量模型,具体步骤如下:
步骤1-1,建立星敏感器热弹性误差模型,如下:
其中ω表示卫星的角速度,t表示时间,常数fi0表示常值误差,Aφi,Aθi,Aψi为由热变形引起的周期变化的幅值。φh,θh,ψh为三轴姿态随轨道周期引起的热变化所产生的角度变化量;
步骤1-2、将星敏感器热弹性误差模型加入星敏感器测量模型中;
其中Cs为星敏感器敏感器输出角度所构建的3×3矩阵,Ch为星敏感器热弹性误差角度所构建的3×3矩阵;
步骤1-3、建立卫星本体坐标系相对惯性系的姿态转换矩阵,如下:
其中为卫星本体坐标系相对惯性系的姿态转换矩阵,为卫星本体到星敏感器的转换矩阵,为星敏感器测量矩阵。
3.如权利要求1所述的一种遥感卫星星敏感器热弹性误差估计方法,其特征在于:所述步骤二具体步骤如下:
步骤2-1、地标信息在像平面上的像素坐标为[u,v],像元尺寸为dx×dy,焦距为f;利用载荷像平面上的测量数据获得在载荷本体坐标系下载荷指向地标的单位方向矢量如下:
步骤2-2、将载荷本体坐标系下载荷指向地标的单位方向矢量转换至卫星惯性坐标系下:
其中为载荷本体坐标系向卫星本体坐标系之间的转换矩阵,为卫星本体坐标系向惯性坐标系之间的转换矩阵。
4.如权利要求1所述的一种遥感卫星星敏感器热弹性误差估计方法,其特征在于:所述步骤三具体步骤如下:
步骤3-1、利用卫星上GPS数据以及地标的地理数据结合坐标系转换获得惯性坐标系下的卫星质心到地标的单位方向矢量:
利用GPS接收机获取卫星在惯性空间中的位置信息[xsi ysi zsi],利用载荷观测地面信息,并根据地面图像匹配,获得地面标志点在地理坐标系中的位置信息[xme yme zme],将地面标志点在地理坐标系中的位置信息转换至惯性坐标系中表示为[xmi ymi zmi];
其中为地理坐标系到惯性坐标系之间的转换矩阵;
获取惯性空间坐标系中表示的卫星质心到地标的单位方向矢量
步骤3-2、与含有星敏测量模型的惯性系下的卫星质心到地标的单位方向矢量建立等式关系,通过载荷的多次测量获得星敏感器测量模型,并估计出星敏感器热弹性误差;
在公式(8)中,f,为已知值,udx,vdy为直接测量值,Cs、xsi、ysi、zsi为直接测量值,xmi、ymi、zmi为间接测量值。利用载荷的多次测量数据可获取星敏感器热弹性误差Ch。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201811363164.5A CN109696179B (zh) | 2018-11-15 | 2018-11-15 | 一种遥感卫星星敏感器热弹性误差估计方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201811363164.5A CN109696179B (zh) | 2018-11-15 | 2018-11-15 | 一种遥感卫星星敏感器热弹性误差估计方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN109696179A true CN109696179A (zh) | 2019-04-30 |
CN109696179B CN109696179B (zh) | 2022-10-18 |
Family
ID=66229840
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201811363164.5A Active CN109696179B (zh) | 2018-11-15 | 2018-11-15 | 一种遥感卫星星敏感器热弹性误差估计方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN109696179B (zh) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110553667A (zh) * | 2019-09-11 | 2019-12-10 | 上海航天控制技术研究所 | 一种对星敏感器进行热变形补偿的方法 |
CN114234962A (zh) * | 2021-11-10 | 2022-03-25 | 上海航天控制技术研究所 | 多星敏感器在轨热变形修正方法以及存储介质和电子设备 |
CN117360799A (zh) * | 2023-08-31 | 2024-01-09 | 北京极光星通科技有限公司 | 卫星载荷指向的计算方法、装置、设备和存储介质 |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5931421A (en) * | 1995-08-11 | 1999-08-03 | Daimler-Benz Aerospace Ag | Arrangement for attitude control and stabilization of a three axes stabilized spacecraft |
CN102252673A (zh) * | 2011-06-03 | 2011-11-23 | 哈尔滨工业大学 | 一种星敏感器在轨光行差的修正方法 |
CN102506893A (zh) * | 2011-09-29 | 2012-06-20 | 北京控制工程研究所 | 一种基于地标信息的星敏感器低频误差补偿方法 |
CN102564458A (zh) * | 2011-12-29 | 2012-07-11 | 北京控制工程研究所 | 一种星敏感器低频误差测量方法 |
CN103323026A (zh) * | 2013-05-30 | 2013-09-25 | 北京控制工程研究所 | 星敏感器和有效载荷的姿态基准偏差估计与修正方法 |
CN104792340A (zh) * | 2015-05-15 | 2015-07-22 | 哈尔滨工业大学 | 一种星敏感器安装误差矩阵与导航系统星地联合标定与校正的方法 |
CN105910607A (zh) * | 2016-04-07 | 2016-08-31 | 国家测绘地理信息局卫星测绘应用中心 | 基于地面控制的卫星长周期姿态误差修正方法 |
CN107870341A (zh) * | 2017-11-08 | 2018-04-03 | 上海航天控制技术研究所 | 一种基于两个标志点矢量信息的卫星自主定位方法 |
-
2018
- 2018-11-15 CN CN201811363164.5A patent/CN109696179B/zh active Active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5931421A (en) * | 1995-08-11 | 1999-08-03 | Daimler-Benz Aerospace Ag | Arrangement for attitude control and stabilization of a three axes stabilized spacecraft |
CN102252673A (zh) * | 2011-06-03 | 2011-11-23 | 哈尔滨工业大学 | 一种星敏感器在轨光行差的修正方法 |
CN102506893A (zh) * | 2011-09-29 | 2012-06-20 | 北京控制工程研究所 | 一种基于地标信息的星敏感器低频误差补偿方法 |
CN102564458A (zh) * | 2011-12-29 | 2012-07-11 | 北京控制工程研究所 | 一种星敏感器低频误差测量方法 |
CN103323026A (zh) * | 2013-05-30 | 2013-09-25 | 北京控制工程研究所 | 星敏感器和有效载荷的姿态基准偏差估计与修正方法 |
CN104792340A (zh) * | 2015-05-15 | 2015-07-22 | 哈尔滨工业大学 | 一种星敏感器安装误差矩阵与导航系统星地联合标定与校正的方法 |
CN105910607A (zh) * | 2016-04-07 | 2016-08-31 | 国家测绘地理信息局卫星测绘应用中心 | 基于地面控制的卫星长周期姿态误差修正方法 |
CN107870341A (zh) * | 2017-11-08 | 2018-04-03 | 上海航天控制技术研究所 | 一种基于两个标志点矢量信息的卫星自主定位方法 |
Non-Patent Citations (6)
Title |
---|
庞博等: "一种基于地标的星敏感器低频误差在轨校正方法", 《航天器工程》 * |
庞博等: "星敏感器误差分析与补偿方法", 《空间控制技术与应用》 * |
徐一雄等: "卫星姿态确定中星敏感器热变误差的辨析与补偿", 《自动化技术与应用》 * |
熊凯等: "基于地标信息的星敏感器低频误差标定方法", 《空间控制技术与应用》 * |
赵琳等: "星敏感器低频误差与陀螺漂移离线校正方法", 《航空学报》 * |
钟金凤等: "双星敏感器在轨相对热变形分析及修正", 《遥感学报》 * |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110553667A (zh) * | 2019-09-11 | 2019-12-10 | 上海航天控制技术研究所 | 一种对星敏感器进行热变形补偿的方法 |
CN114234962A (zh) * | 2021-11-10 | 2022-03-25 | 上海航天控制技术研究所 | 多星敏感器在轨热变形修正方法以及存储介质和电子设备 |
CN114234962B (zh) * | 2021-11-10 | 2023-09-12 | 上海航天控制技术研究所 | 多星敏感器在轨热变形修正方法以及存储介质和电子设备 |
CN117360799A (zh) * | 2023-08-31 | 2024-01-09 | 北京极光星通科技有限公司 | 卫星载荷指向的计算方法、装置、设备和存储介质 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN109696179B (zh) | 2022-10-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107314778B (zh) | 一种相对姿态的标定方法、装置及系统 | |
CN109696179A (zh) | 一种遥感卫星星敏感器热弹性误差估计方法 | |
CN102168972B (zh) | 一种基于rpc的三线阵立体卫星区域网平差改进及检校方法 | |
CN101876701B (zh) | 一种侧视雷达遥感影像定位方法 | |
CN102538761B (zh) | 球面全景相机摄影测量方法 | |
CN107728182B (zh) | 基于相机辅助的柔性多基线测量方法和装置 | |
CN103822644B (zh) | 一种三维激光成像系统的相机标定方法 | |
JP5610870B2 (ja) | 無人走行車両の誘導装置及び無人走行車両の誘導方法 | |
CN103791889B (zh) | 一种利用十字结构光辅助的单目视觉位姿测量方法 | |
US11408735B2 (en) | Positioning system and positioning method | |
CN109556631A (zh) | 一种基于最小二乘的ins/gnss/偏振/地磁组合导航系统对准方法 | |
CN107063170A (zh) | 复杂环境下基于大气偏振角模式的航向角估计方法 | |
CN107316280B (zh) | 离岛卫星影像rpc模型高精度几何定位方法 | |
CN106709222B (zh) | 基于单目视觉的imu漂移补偿方法 | |
CN109724586B (zh) | 一种融合深度图和点云的航天器相对位姿测量方法 | |
CN107728106A (zh) | 一种微阵列式偏振光罗盘的定向方法 | |
CN103679647B (zh) | 一种三维激光成像系统的点云模型真彩色处理方法 | |
CN110617795B (zh) | 一种利用智能终端的传感器实现室外高程测量的方法 | |
CN107966137A (zh) | 一种基于tdiccd拼接区图像的卫星平台颤振探测方法 | |
CN108917772A (zh) | 基于序列图像的非合作目标相对导航运动估计方法 | |
CN111504323A (zh) | 基于异源图像匹配与惯性导航融合的无人机自主定位方法 | |
CN111189474A (zh) | 基于mems的marg传感器的自主校准方法 | |
CN116123998A (zh) | 多站点基于视频采集对空中炸点进行实时测量方法 | |
CN107655494A (zh) | 一种摇摆基座条件下惯导系统粗对准方法 | |
CN109342008B (zh) | 基于单应性矩阵的风洞试验模型迎角单相机视频测量方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |