卫星对月探测数据定位处理方法
【专利摘要】本发明涉及一种卫星对月探测数据定位处理方法，根据定位处理方法的定位处理，建立对月探测定位坐标转换体系；采集传感器的探测特性数据，并且根据所述传感器的探测特性数据，在定位坐标上建立适用多类型传感器视场的初始观测矢量；根据传感器初始观测矢量，采集传感器安装参数、卫星姿态数据、卫星星历数据，将所述传感器观测矢量从传感器坐标系到月心固定坐标系的转换处理；基于月固坐标系下的所述传感器的观测矢量，处理得到与月球交点，从而得到探测定位数据，所述探测定位数据是探测位置对应的月球大地坐标。本发明卫星对月探测数据定位处理方法，降低了中间误差的引入，提高解算的精度。
【专利说明】卫星对月探测数据定位处理方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及月球大地测量领域，尤其涉及一种卫星对月探测数据定位处理方法。【背景技术】
[0002]月球探测数据是开展月球科学反演、研究和应用的基础性数据，而这些数据在应用前，须要对其进行定位处理，实现探测数据精确的月球地理坐标编码，即要解决“是什么”问题，先要回答“在哪里”。
[0003]目前，随着空间探测技术和遥感技术的发展，卫星平台搭载多类型传感器实现月球复合式、立体式探测
[0004]针对同一平台或系统中的多类型传感器的探测数据定位处理，通常多依据载荷类型而研究相应的定位模型，由于研发个体和所建模型的差异，为基于同一平台或系统、同一坐标体系下的探测数据定位结果评价及地面数据处理软件的集成、维护带来很大难度。同时，绕月卫星对月探测定位过程中，为了尽量减少轨道测控误差引入，提高定位精度，一方面要建立严密的月球坐标体系及转换矩阵，另一方面定位模型及解算方法也要适用于多传感器的卫星对月探测数据处理要求。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种卫星对月探测数据定位处理方法，以解决绕月卫星搭载多类型传感器条件下的数据定位处理计算模型差异大、坐标体系不统一、集成繁琐等问题，提出一种通用的卫星对月探测数据定位模型，方便地面数据处理软件的集成。
[0006]为实现上述目的，本发明提供了一种卫星对月探测数据定位处理方法，所述方法包括:
[0007]步骤1:根据定位处理方法的定位处理，建立对月探测定位坐标转换体系；
[0008]步骤2:采集传感器的探测特性数据，并且根据所述传感器的探测特性数据，在定位坐标上建立适用多类型传感器视场的初始观测矢量；
[0009]步骤3:根据传感器初始观测矢量，采集传感器安装参数、卫星姿态数据、卫星星历数据，将所述传感器观测矢量从传感器坐标系到月心固定坐标系的转换处理；
[0010]步骤4:基于月固坐标系下的所述传感器的观测矢量，处理得到与月球交点，从而得到探测定位数据，所述探测定位数据是探测位置对应的月球大地坐标。
[0011]进一步的，所述步骤I具体包括:根据所述定位处理构建传感器坐标系到卫星本体坐标系、卫星本体坐标系到卫星轨道坐标系、卫星轨道坐标系到J2000月心惯性坐标系、J2000月心惯性坐标系到月固坐标系等精确坐标转换关系。
[0012]进一步的，所述步骤2具体包括:在传感器焦平面坐标系中，设O为坐标原点，X轴指向卫星飞行方向，Y轴与飞行方向垂直，Z轴与X轴、Y轴构成右手坐标系；其中，F为传感器焦点，点N是传感器圆边界上任意一点，点M是边界上且在Y轴上一点，则在圆边界上任何一点的观测矢量可由'PM沿Z轴转Θ角得到；I*为传感器的初始观测矢量，? = [x.v.rf ?设IOFI =f，圆锥截面圆半径IOMI =r，则
【权利要求】
1.一种卫星对月探测数据定位处理方法，其特征在于，所述方法包括: 步骤1:根据定位处理方法的定位处理，建立对月探测定位坐标转换体系； 步骤2:采集传感器的探测特性数据，并且根据所述传感器的探测特性数据，在定位坐标上建立适用多类型传感器视场的初始观测矢量； 步骤3:根据传感器初始观测矢量，采集传感器安装参数、卫星姿态数据、卫星星历数据，将所述传感器观测矢量从传感器坐标系到月心固定坐标系的转换处理； 步骤4:基于月固坐标系下的所述传感器的观测矢量，处理得到与月球交点，从而得到探测定位数据，所述探测定位数据是探测位置对应的月球大地坐标。
2.如权利要求1所述卫星对月探测数据定位处理方法，其特征在于，所述步骤I具体包括:根据所述定位处理构建传感器 坐标系到卫星本体坐标系、卫星本体坐标系到卫星轨道坐标系、卫星轨道坐标系到J2000月心惯性坐标系、J2000月心惯性坐标系到月固坐标系等精确坐标转换关系。
3.如权利要求1所述卫星对月探测数据定位处理方法，其特征在于，所述步骤2具体包括:在传感器焦平面坐标系中，设O为坐标原点，X轴指向卫星飞行方向，Y轴与飞行方向垂直，Z轴与X轴、Y轴构成右手坐标系；其中，F为传感器焦点，点N是传感器圆边界上任意一点，点M是边界上且在Y轴上一点，则在圆边界上任何一点的观测矢量?可由？^沿Z轴转Θ角得到；f为传感器的初始观测矢量，f =，设I 0F| =f，圆锥截面圆半径|0M|=r，则M = [0.r.()]r，F = [0，0? — /Y, FM = M-F = [O, r, f J:
4.如权利要求3所述卫星对月探测数据定位处理方法，其特征在于，所述式(I)中，0 = ^x(k-]) N为圆锥截面所选取点数，由传感器类型决定，k=l...N ;当N=I时,式(I)为点探测传感器初始观测矢量各分量值；当N=2时，式(I)为线阵推扫式相机初始观测矢量各分量值；当N=4时，式(I)为框幅式相机初始观测矢量各分量值。
5.如权利要求1所述适卫星对月探测数据定位处理方法，其特征在于，所述步骤3具体为:从传感器坐标系到月心固定坐标系的转换矩阵按照公式 得到,月心固定坐标系下的观测矢量按照公式c = Tife得到; 其中，为传感器坐标系下的传感器初始观测矢量；传感器坐标系到卫星本体坐标系的转换矩阵Tsen_>sat由安装参数决定；卫星本体坐标系到卫星轨道坐标系的转换矩阵Tsat> orb是根据当前时间的卫星姿态参数得到的，卫星滚动角ro 11、俯仰角P i tch、偏航角yaw构成转换矩阵为
6.如权利要求5所述卫星对月探测数据定位处理方法，其特征在于，所述步骤4具体包括:根据步骤3得到月固坐标系下的观测矢量^和卫星位置矢量，记
【文档编号】G01C21/24GK103644918SQ201310632362
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2013年12月2日 优先权日:2013年12月2日
【发明者】李立钢 申请人:中国科学院空间科学与应用研究中心