衛(wèi)星對月探測數(shù)據(jù)定位處理方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種衛(wèi)星對月探測數(shù)據(jù)定位處理方法，根據(jù)定位處理方法的定位處理，建立對月探測定位坐標(biāo)轉(zhuǎn)換體系；采集傳感器的探測特性數(shù)據(jù)，并且根據(jù)所述傳感器的探測特性數(shù)據(jù)，在定位坐標(biāo)上建立適用多類型傳感器視場的初始觀測矢量；根據(jù)傳感器初始觀測矢量，采集傳感器安裝參數(shù)、衛(wèi)星姿態(tài)數(shù)據(jù)、衛(wèi)星星歷數(shù)據(jù)，將所述傳感器觀測矢量從傳感器坐標(biāo)系到月心固定坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換處理；基于月固坐標(biāo)系下的所述傳感器的觀測矢量，處理得到與月球交點，從而得到探測定位數(shù)據(jù)，所述探測定位數(shù)據(jù)是探測位置對應(yīng)的月球大地坐標(biāo)。本發(fā)明衛(wèi)星對月探測數(shù)據(jù)定位處理方法，降低了中間誤差的引入，提高解算的精度。
【專利說明】衛(wèi)星對月探測數(shù)據(jù)定位處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及月球大地測量領(lǐng)域，尤其涉及一種衛(wèi)星對月探測數(shù)據(jù)定位處理方法?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]月球探測數(shù)據(jù)是開展月球科學(xué)反演、研究和應(yīng)用的基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)，而這些數(shù)據(jù)在應(yīng)用前，須要對其進行定位處理，實現(xiàn)探測數(shù)據(jù)精確的月球地理坐標(biāo)編碼，即要解決“是什么”問題，先要回答“在哪里”。
[0003]目前，隨著空間探測技術(shù)和遙感技術(shù)的發(fā)展，衛(wèi)星平臺搭載多類型傳感器實現(xiàn)月球復(fù)合式、立體式探測
[0004]針對同一平臺或系統(tǒng)中的多類型傳感器的探測數(shù)據(jù)定位處理，通常多依據(jù)載荷類型而研究相應(yīng)的定位模型，由于研發(fā)個體和所建模型的差異，為基于同一平臺或系統(tǒng)、同一坐標(biāo)體系下的探測數(shù)據(jù)定位結(jié)果評價及地面數(shù)據(jù)處理軟件的集成、維護帶來很大難度。同時，繞月衛(wèi)星對月探測定位過程中，為了盡量減少軌道測控誤差引入，提高定位精度，一方面要建立嚴(yán)密的月球坐標(biāo)體系及轉(zhuǎn)換矩陣，另一方面定位模型及解算方法也要適用于多傳感器的衛(wèi)星對月探測數(shù)據(jù)處理要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種衛(wèi)星對月探測數(shù)據(jù)定位處理方法，以解決繞月衛(wèi)星搭載多類型傳感器條件下的數(shù)據(jù)定位處理計算模型差異大、坐標(biāo)體系不統(tǒng)一、集成繁瑣等問題，提出一種通用的衛(wèi)星對月探測數(shù)據(jù)定位模型，方便地面數(shù)據(jù)處理軟件的集成。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種衛(wèi)星對月探測數(shù)據(jù)定位處理方法，所述方法包括:
[0007]步驟1:根據(jù)定位處理方法的定位處理，建立對月探測定位坐標(biāo)轉(zhuǎn)換體系；
[0008]步驟2:采集傳感器的探測特性數(shù)據(jù)，并且根據(jù)所述傳感器的探測特性數(shù)據(jù)，在定位坐標(biāo)上建立適用多類型傳感器視場的初始觀測矢量；
[0009]步驟3:根據(jù)傳感器初始觀測矢量，采集傳感器安裝參數(shù)、衛(wèi)星姿態(tài)數(shù)據(jù)、衛(wèi)星星歷數(shù)據(jù)，將所述傳感器觀測矢量從傳感器坐標(biāo)系到月心固定坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換處理；
[0010]步驟4:基于月固坐標(biāo)系下的所述傳感器的觀測矢量，處理得到與月球交點，從而得到探測定位數(shù)據(jù)，所述探測定位數(shù)據(jù)是探測位置對應(yīng)的月球大地坐標(biāo)。
[0011]進一步的，所述步驟I具體包括:根據(jù)所述定位處理構(gòu)建傳感器坐標(biāo)系到衛(wèi)星本體坐標(biāo)系、衛(wèi)星本體坐標(biāo)系到衛(wèi)星軌道坐標(biāo)系、衛(wèi)星軌道坐標(biāo)系到J2000月心慣性坐標(biāo)系、J2000月心慣性坐標(biāo)系到月固坐標(biāo)系等精確坐標(biāo)轉(zhuǎn)換關(guān)系。
[0012]進一步的，所述步驟2具體包括:在傳感器焦平面坐標(biāo)系中，設(shè)O為坐標(biāo)原點，X軸指向衛(wèi)星飛行方向，Y軸與飛行方向垂直，Z軸與X軸、Y軸構(gòu)成右手坐標(biāo)系；其中，F(xiàn)為傳感器焦點，點N是傳感器圓邊界上任意一點，點M是邊界上且在Y軸上一點，則在圓邊界上任何一點的觀測矢量可由'PM沿Z軸轉(zhuǎn)Θ角得到；I*為傳感器的初始觀測矢量，? = [x.v.rf ?設(shè)IOFI =f，圓錐截面圓半徑IOMI =r，則
【權(quán)利要求】
1.一種衛(wèi)星對月探測數(shù)據(jù)定位處理方法，其特征在于，所述方法包括: 步驟1:根據(jù)定位處理方法的定位處理，建立對月探測定位坐標(biāo)轉(zhuǎn)換體系； 步驟2:采集傳感器的探測特性數(shù)據(jù)，并且根據(jù)所述傳感器的探測特性數(shù)據(jù)，在定位坐標(biāo)上建立適用多類型傳感器視場的初始觀測矢量； 步驟3:根據(jù)傳感器初始觀測矢量，采集傳感器安裝參數(shù)、衛(wèi)星姿態(tài)數(shù)據(jù)、衛(wèi)星星歷數(shù)據(jù)，將所述傳感器觀測矢量從傳感器坐標(biāo)系到月心固定坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換處理； 步驟4:基于月固坐標(biāo)系下的所述傳感器的觀測矢量，處理得到與月球交點，從而得到探測定位數(shù)據(jù)，所述探測定位數(shù)據(jù)是探測位置對應(yīng)的月球大地坐標(biāo)。
2.如權(quán)利要求1所述衛(wèi)星對月探測數(shù)據(jù)定位處理方法，其特征在于，所述步驟I具體包括:根據(jù)所述定位處理構(gòu)建傳感器 坐標(biāo)系到衛(wèi)星本體坐標(biāo)系、衛(wèi)星本體坐標(biāo)系到衛(wèi)星軌道坐標(biāo)系、衛(wèi)星軌道坐標(biāo)系到J2000月心慣性坐標(biāo)系、J2000月心慣性坐標(biāo)系到月固坐標(biāo)系等精確坐標(biāo)轉(zhuǎn)換關(guān)系。
3.如權(quán)利要求1所述衛(wèi)星對月探測數(shù)據(jù)定位處理方法，其特征在于，所述步驟2具體包括:在傳感器焦平面坐標(biāo)系中，設(shè)O為坐標(biāo)原點，X軸指向衛(wèi)星飛行方向，Y軸與飛行方向垂直，Z軸與X軸、Y軸構(gòu)成右手坐標(biāo)系；其中，F(xiàn)為傳感器焦點，點N是傳感器圓邊界上任意一點，點M是邊界上且在Y軸上一點，則在圓邊界上任何一點的觀測矢量?可由？^沿Z軸轉(zhuǎn)Θ角得到；f為傳感器的初始觀測矢量，f =，設(shè)I 0F| =f，圓錐截面圓半徑|0M|=r，則M = [0.r.()]r，F(xiàn) = [0，0? — /Y, FM = M-F = [O, r, f J:
4.如權(quán)利要求3所述衛(wèi)星對月探測數(shù)據(jù)定位處理方法，其特征在于，所述式(I)中，0 = ^x(k-]) N為圓錐截面所選取點數(shù)，由傳感器類型決定，k=l...N ;當(dāng)N=I時,式(I)為點探測傳感器初始觀測矢量各分量值；當(dāng)N=2時，式(I)為線陣推掃式相機初始觀測矢量各分量值；當(dāng)N=4時，式(I)為框幅式相機初始觀測矢量各分量值。
5.如權(quán)利要求1所述適衛(wèi)星對月探測數(shù)據(jù)定位處理方法，其特征在于，所述步驟3具體為:從傳感器坐標(biāo)系到月心固定坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換矩陣按照公式 得到,月心固定坐標(biāo)系下的觀測矢量按照公式c = Tife得到; 其中，為傳感器坐標(biāo)系下的傳感器初始觀測矢量；傳感器坐標(biāo)系到衛(wèi)星本體坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換矩陣Tsen_>sat由安裝參數(shù)決定；衛(wèi)星本體坐標(biāo)系到衛(wèi)星軌道坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換矩陣Tsat> orb是根據(jù)當(dāng)前時間的衛(wèi)星姿態(tài)參數(shù)得到的，衛(wèi)星滾動角ro 11、俯仰角P i tch、偏航角yaw構(gòu)成轉(zhuǎn)換矩陣為

6.如權(quán)利要求5所述衛(wèi)星對月探測數(shù)據(jù)定位處理方法，其特征在于，所述步驟4具體包括:根據(jù)步驟3得到月固坐標(biāo)系下的觀測矢量^和衛(wèi)星位置矢量，記
【文檔編號】G01C21/24GK103644918SQ201310632362
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年12月2日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月2日
【發(fā)明者】李立鋼 申請人:中國科學(xué)院空間科學(xué)與應(yīng)用研究中心