[发明专利]一种用于卫星可视化观测的成像模块选型方法

权利要求书

1.一种用于卫星可视化观测的成像模块选型方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)、把太阳等效为黑体，由黑体辐射定律，计算太阳辐射出射度M_sλ；

(2)、根据太阳辐射出射度M_sλ，计算观测当日太阳在地球大气边沿的辐照度E_sun；

(3)、模拟卫星采用典型的俯仰、侧摆、偏航角度沿预设轨道飞行，飞行全程每个观测时刻光源与待观测目标面元法线的夹角Θ′₁和成像模块视轴与待观测目标面元法线的夹角Θ′₂；

(4)、计算卫星采用典型的俯仰、侧摆、偏航角度沿预设轨道，飞行全程每个观测时刻反射的太阳辐射在光轴方向入瞳辐照度E_e，并从中得到相应的取值范围[E_emin,E_emax]：

所述反射的太阳辐射在光轴方向入瞳辐照度E_e的计算公式为：

式中，ρ为待观测目标面元反射率；A为待观测目标面元的面积，R为成像模块入瞳与待观测目标面元的距离；

(5)、选择辐照度动态范围包含步骤(4)所得到的光源辐射在光轴方向入瞳辐照度E_e范围[E_emin,E_emax]的成像模块，用于卫星可视化观测。

2.根据权利要求1所述的一种用于卫星可视化观测的成像模块选型方法，其特征在于：所述步骤(1)太阳辐射出射度M_sλ为：

式中，T_s为太阳温度；[λ₁,λ₂]为待成像目标反射光所在的波段范围；

c₁，c₂为常数。

3.根据权利要求2所述的一种用于卫星可视化观测的成像模块选型方法，其特征在于所述步骤(1)中选取的工作光谱范围为可见光波段。

4.根据权利要求1所述的一种用于卫星可视化观测的成像模块选型方法，其特征在于所述光源与待观测目标面元法线的夹角Θ′₁为待观测目标面元观测点至太阳的距离矢量与待观测目标面元的法线方向夹角，且Θ′₁∈[0,π/2]；所述成像模块视轴与待观测目标面元法线的夹角Θ′₂为待观测目标面元观测点至成像模块的视轴矢量与待观测目标面元的法线方向夹角，且Θ′₂∈[0,π/2]。

5.根据权利要求1所述的一种用于卫星可视化观测的成像模块选型方法，其特征在于所述步骤(3)采用STK卫星仿真软件模拟卫星采用典型的俯仰、侧摆、偏航角度沿预设轨道飞行全程光源与待观测目标面元法线的夹角Θ′₁和成像模块视轴与待观测目标面元法线的夹角Θ′₂，当Θ′₁90°、Θ′₁0°、Θ′₂90°或Θ′₂0°时，令步骤(4)相应的太阳辐射在光轴方向入瞳辐照度E_e为0。

6.根据权利要求1所述的一种用于卫星可视化观测的成像模块选型方法，其特征在于：步骤(4)还可以为：根据待成像目标反射光所在的波段范围[λ₁,λ₂]内光谱的最大光视效能K，将步骤(3)所得到的光源辐射在光轴方向入瞳辐照度范围[E_emin,E_emax]转换为勒克斯照度E_l范围[E_lmin,E_lmax]，从而选择勒克斯照度动态范围包含所述勒克斯照度E_l范围的成像模块，具体转换公式为：

E_l＝KE_e。