[发明专利]辐射源空间角度测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及空间物体方向角测量技术，特别涉及辐射源与观测点的空间角度测量技术。

背景技术

物体，如各种辐射源（光源、热源等）的空间位置，包括其与观测点的空间角度和距离，是空间物体进行标识最重要的基本参数，具有非常重要的实际意义。然而，有时人们并不在意物体与观测点的距离，而更关心其方向——辐射源与观测点之间的空间角度，即辐射源矢量的空间角度（在空间坐标系中通常用辐射源矢量与坐标轴的夹角来表示）。如太阳能发电技术中，就非常需要知道辐射源（太阳）的实时空间角度，以便调整太阳能电池帆板的角度，对太阳进行实时跟踪，使其正对太阳，以获得最大的电能。又如在军事应用中通过对辐射源的定向，可以对目标实施打击或提供预警等。

本申请人申请的名为《电磁辐射空间角度测量方法》发明专利（公开号：CN101907457B，公开日：2010年12月8日）将传感器围成正K棱柱体或长方体，利用这些多面体上被辐射源照射的各面间的几何关系分析推得的辐射源投射在多面体各面上的能量与辐射源空间角度的数学关系式，使用从多面体各面上测得的能量求得辐射源的空间角度。与以往技术相比，该专利实现了对辐射源空间角度的全视场定向，较大地扩展了此类技术的应用范围。然而，该专利在测量方法还有较大不足，在实际应用中尚存在以下问题亟待解决：

第一，该专利辐射源空间角度计算式的推导方法无法扩展用于大部分多面体，仅适用很少部分的多面体，极大地限制了其应用范围。首先，该专利仅指出正K棱柱体及长方体可用于辐射源空间定向，但未给出多面体需满足什么条件才能用于辐射源空间定向。其次，该专利辐射源空间角度的计算式是利用多面体上被辐射源照射的各面间的几何关系分析推导得到，由于所分析的正K棱柱体及长方体各面间存在平行、垂直、对称等特殊几何关系，因此，这些多面体各自的辐射源空间角度计算式能通过它们各面间的几何关系分析推出。但对其它多面体，尤其是各面间几何关系无规律且复杂的多面体，很难甚至不能由它们之间的几何关系分析推出辐射源空间角度计算式。

第二，辐射源空间角度计算式由多面体上被辐射源照射的各面间的几何关系决定，因此，不同多面体的计算式各异，如公开号为CN101907457B的专利中，由正方体和正六棱柱体推得的计算式就各不相同。即使对同一多面体，如果不同空间角度的辐射源照射在该多面体上的各面间几何关系不同，则对于不同空间角度，该多面体也将具有不同的计算式。

第三，易受环境中辐射干扰源的影响，尤其是辐射源多径传输干扰的影响。比如：正K棱柱体或长方体安装在平面B上，辐射源的辐射方向与正K棱柱体或长方体的侧面及底面都不垂直，此时，正K棱柱体或长方体被辐射源照射的侧面将包含辐射源在平面B上产生的反射光，从而导致辐射源定向出现偏差。

综上所述，现有技术辐射源空间角度测量方法，依赖于多面体特殊的几何关系，传感器布置不灵活，易受环境干扰，实际使用局限性大；空间角度计算复杂，对不同的多面体需要推导不同的计算式，有的甚至不能进行实际计算。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，就是针对现有技术的上述缺点，提供一种辐射源空间角度测量方法。

本发明解决所述技术问题，采用的技术方案是，辐射源空间角度测量方法，包括如下步骤：

A、在M个面上布置传感器，选择其中法矢量不共面的3个面，其中，M为整数，M≥3；

B、使所述3个面接受同一辐射源S照射；

C、由所述3个面的单位法矢量建立矩阵A=n1o→n2o→n3o→;]]>