[发明专利]基于目标投影位置的光学载荷星上自主调度方法

说明书

本发明提供一种基于目标投影位置的光学载荷星上自主调度的方法和设备，其中方法包括：利用第一卫星上的处理器来处理第一卫星的第一载荷的光学图像，以便获得兴趣目标在光学图像中的图像位置信息；基于兴趣目标在光学图像中的图像位置信息、第一卫星的姿态信息、轨道信息、第一载荷的指向信息，获得第一卫星与兴趣目标视线的指向信息；计算第一卫星与兴趣目标视线在地球表面的交点位置，从而获得兴趣目标投影位置；将兴趣目标投影位置信息通过星间链路发送到第二卫星，以便第二卫星控制第二载荷指向兴趣目标。利用本发明的技术方案，避免了星地、地星链路传输时延，显著降低了异性间载荷引导的总体时延，提高了引导效率和实现异星载荷的引导。

技术领域

本发明一般地涉及航天光学信息感知与处理技术领域。更具体地，本发明涉及基于目标投影位置的光学载荷星上自主调度方法。

背景技术

光学载荷对兴趣目标的测量通常是视线测量，单颗卫星只能获得视线的二维角度信息，兴趣目标的精确三维位置信息需通过单星基于先验模型或双星交叉定位的方式获得。

现有的星间载荷调度技术通常通过地面控制完成。星上处理发现感兴趣目标后，通过遥测或数传将星上处理数据发送至地面处理系统。地面处理系统基于兴趣目标的先验模型，在单星条件下可精确计算兴趣目标的三维位置信息(或通过处理多星交叉数据获得)，利用兴趣目标的三维位置信息，生成其它遥感卫星载荷引导指令，上传卫星后控制其它遥感卫星载荷指向兴趣目标。

发明内容

星上载荷自主调度技术是提高地球静止轨道遥感卫星自主运行能力的关键技术之一。单颗遥感卫星通过星上处理发现感兴趣目标(或区域，下文统称兴趣目标)后，如何在较短的时间内，较为精确地引导其它遥感卫星的载荷指向兴趣目标，是本发明至少要解决的问题。为此，本发明提供如下的技术方案。

在一个方面中，本发明提供一种基于目标投影位置的光学载荷星上自主调度的方法，包括：

利用第一卫星上的处理器来处理所述第一卫星的第一载荷的光学图像，以便获得兴趣目标在所述光学图像中的图像位置信息；

基于所述兴趣目标在所述光学图像中的所述图像位置信息、第一卫星的姿态信息、轨道信息、第一载荷的指向信息，获得所述第一卫星与兴趣目标视线的指向信息；

计算所述第一卫星与所述兴趣目标视线在地球表面的交点位置，从而获得所述交点位置的兴趣目标投影位置；

将所述兴趣目标投影位置信息通过星间链路发送到至少一个第二卫星，以便所述至少一个第二卫星基于所述兴趣目标投影位置信息生成所述第二卫星的第二载荷的指向指令，从而控制所述第二载荷指向所述兴趣目标。

在一个示例性实施例中，其中所述第一卫星的姿态信息包括滚动、俯仰、偏航姿态角度信息。

在一个示例性实施例中，其中所述第一卫星与所述兴趣目标视线的指向信息v_eci是在ECI坐标系下通过下面的方式计算：

其中，q(·)为像平面映射函数；为星体坐标系到传感器坐标系的转换矩阵，γ_A、η_A为星体坐标系下第一载荷指向的俯仰角和方位角；为轨道坐标系到星体坐标系的转换矩阵；

为坐标系旋转矩阵，