[发明专利]静止轨道微波星载荷与平台协同扫描成像模拟方法及系统

说明书

本发明提供了静止轨道微波星载荷与平台协同扫描成像模拟方法及系统，包括：步骤S1：通过二维扫描运动机构模拟微波载荷的成像模式和光轴指向特性；步骤S2：基于二维扫描运动机构提出微波载荷与卫星平台协同扫描成像模拟方法，在地面模拟卫星平台和对微波载荷图像定位配准的影响；步骤S3：基于微波载荷与卫星平台协同扫描成像对微波载荷图像定位配准的影响，对微波载荷视线导航功能开启前后的定位误差进行对比，验证微波载荷图像定位与配准技术。本发明提出的微波载荷与卫星平台协同扫描成像模拟方法，可真实模拟整星机动扫描时的微波视线定位配准过程，为微波遥感卫星的图像定位与配准设计提供依据。

技术领域

本发明涉及空间飞行器技术领域，具体地，涉及静止轨道微波星载荷与平台协同扫描成像模拟方法及系统，更为具体地，涉及静止轨道微波探测卫星平台与载荷协同扫描成像模拟试验方法。

背景技术

图像定位配准是影响气象卫星遥感图像产品质量的关键指标，直接反映了遥感图像信息与目标之间的空间对应关系。对气象卫星业务图像产品定位的定量应用有着重要作用，如对区域复杂天气情况的精确定位，准确跟踪恶劣天气以及生成云图动画等。

微波遥感卫星对图像定位与配准精度提出了较高的要求，但与光学遥感卫星不同的是，微波天线的波束指向建模复杂，波束指向偏差补偿技术难度大。为了验证微波载荷的图像定位与配准技术，需在地面进行全物理仿真试验，对微波图像导航与配准技术方案进行验证。

专利文献CN108873920A(申请号：201810617228.3)公开了一种充液航天器姿态动力学全物理仿真试验系统及方法，该系统包括一套液体晃动力矩模拟系统，所述液体晃动力矩模拟系统包括：由多个单框架控制力矩陀螺组成的液体晃动力矩生成器，该力矩生成器安装在气浮台台体上，与三轴气浮台进行角动量交换，用于模拟液体晃动对卫星姿态产生干扰；用于力矩计算和遥测数据转发的液体晃动计算通信模块；用于系统状态监视和参数上注的地面监控模块；用于控制力矩陀螺组和计算通信模块供电的电源模块。该专利仅对卫星的动力学特性进行了验证，未考虑载荷的工作特性。

专利文献CN105572692A(申请号：201510954766.8)公开了一种卫星图像导航与配准全物理试验装置及测试方法，其包括三轴气浮台(1)、光轴测量系统(2)、调节机构(3)、无线通信设备(4)、光电自准直仪(5)、相机安装板(6)，以及星上参试设备如成像相机(含扫描机构)(7)、太阳帆板驱动模拟机构(8)、陀螺组合(9)、飞轮组合(10)等，模拟卫星在轨工作状态，进行系统级试验。本发明可对小面阵、二维扫描成像相机或大口径长线列、大面阵成像相机等不同载荷进行图像导航与配准气浮台全物理试验验证和性能测试，确保星上图像导航与配准技术方案和系统指标满足星上要求。该专利仅限于光学遥感卫星的图像导航与配准试验，未涉及到微波载荷与卫星平台协同成像模拟方法。

综上，本发明提出的微波载荷与卫星平台协同扫描成像模拟方法，可解决微波载荷的图像定位与配准方案地面验证的难题。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种静止轨道微波星载荷与平台协同扫描成像模拟方法及系统。

根据本发明提供的一种静止轨道微波星载荷与平台协同扫描成像模拟方法，包括：

步骤S1：通过二维扫描运动机构模拟微波载荷的成像模式和光轴指向特性；

步骤S2：基于二维扫描运动机构提出微波载荷与卫星平台协同扫描成像模拟方法，在地面模拟卫星平台和对微波载荷图像定位配准的影响；

步骤S3：基于微波载荷与卫星平台协同扫描成像对微波载荷图像定位配准的影响，对微波载荷视线导航功能开启前后的定位误差进行对比，验证微波载荷图像定位与配准技术。

优选地，所述步骤S1中光轴指向特性包括：通过两面反射镜协同工作模拟载荷视线指向特性；通过驱动两面反射镜的转角，视线指向方向的改变。