[发明专利]一种遥感卫星TDICCD相机积分时间星上优化计算方法

说明书

技术领域

本发明涉及光学遥感卫星TDICCD相机参数积分时间的计算方法，特别针对在轨光 学遥感卫星的星上计算机进行实时积分时间计算的优化实现方法。

背景技术

积分时间是光学成像卫星TDICCD相机的一个关键参数，目前光学成像卫星相机一 般都采用TDI-CCD线阵推扫成像，成像过程需要光生电荷包的转移与像面图像的运动保持 同步，即积分时间内相机焦面上的像移应与相机单个像元的长度相同，如果积分时间计算 不准确，会导致像移模糊，系统传递函数MTF下降。

传统卫星由于姿态控制能力较弱，对地成像都采用被动成像模式(即成像过程中 卫星三轴角速度为零),成像过程中积分时间变化很小，因此积分时间计算频率要求较低 (一般1秒计算一次)。随着我国遥感卫星姿控机动能力的增强，新型的敏捷卫星成像过程姿 态变化灵活，三轴方向都可以变化，并且三轴姿态角速度都可以不为零。卫星在进行“动中 成像”时，光轴斜距的剧烈变化不仅带来图像比例尺的改变，而且会造成相机像面图像运动 角速度的变化，进而引起相机积分时间参数在成像过程中的剧烈变化，因此积分时间计算 频率要求更高(一般125毫秒要求计算一次)，由于计算过程中需要考虑三轴姿态角速度，因 此计算复杂度更高，并且随着敏捷卫星相机分辨率的进一步提高，相机CCD片数相比传统卫 星提高了数倍，每片CCD都要求单独计算积分时间，所以敏捷卫星相机积分时间计算量相比 传统卫星增加了数倍。综上可见敏捷卫星积分时间计算相比传统卫星，计算频率、计算复杂 度以及计算次数都有较大提升，但目前星载计算机能力较弱，如果仍采用传统的计算方法， 将无法实现积分时间的星上实时计算。

发明内容

本发明解决的技术问题是：本发明要解决的技术问题是提供一种敏捷卫星TDICCD 光学相机积分时间计算的优化实现方法，使用该方法可以在非常有限的星载计算条件下满 足积分时间计算的实时性要求，为敏捷卫星相机成像质量提供可靠的数据保障。

本发明的技术方案是：一种遥感卫星TDICCD相机积分时间星上优化计算方法，步 骤如下：

(1)设一次成像任务需要计算N组积分时间，每组需要计算M片CCD的积分时间；根 据相机在卫星上安装位置，计算得到每片CCD从相机坐标系到卫星本体坐标系的转换矩阵， 并将该矩阵作为常量P_k存储到星载计算机的内存中，其中k＝1.....M；

(2)根据卫星轨道数据、卫星姿态数据以及相机参数数据计算得到第1组第1片CCD 的积分时间；

(3)利用相邻CCD积分时间计算存在很多相同中间量的特性，将第1组第1片CCD积 分时间计算的中间量进行保存。

(4)利用步骤(1)的常量P_k和步骤(3)得到的中间计算结果优化计算第1组剩余的 M-1片CCD的积分时间。

(5)返回步骤(2)，重复步骤(2)到步骤(4)，计算剩余N-1组的积分时间值。

步骤(2)中计算第1组第1片CCD的积分时间的步骤如下：

(21)根据第1组星时T计算地固系和惯性系间的转换矩阵：