可以通过垂直星下点轨迹的成像来获取宽幅高分辨率图像；
[0049] (2)、本发明方法首先对摄影点在斜条带上的滑动速度进行规划，然后采用相机载 体本体坐标系三轴姿态机动实时跟踪摄影点的滑动实现成像过程的姿态调整，从而完成沿 斜条带的成像任务。这种通过跟踪摄影点运动的姿态机动调整方法是首次提出，并且可以 通过改变摄影点在斜条带上的滑动速度规划方案满足不同的成像任务，使成像任务规划更 加灵活，例如可以对目标实现快速推扫成像和慢速推扫成像的控制，快速推扫成像可以满 足应急成像任务，慢速推扫成像可以增加相机曝光时间达到较好的成像质量；
[0050] (3)、本发明方法在相机载体姿态参数计算过程中，通过偏航调整实现了偏流角的 补偿，保证了成像质量；机动中成像的偏流角由卫星轨道运动、地球自转和姿态机动共同产 生，与传统静态成像的偏流角有较大差别，现有机动中成像模型没有进行偏流角调整。并 且，由于卫星三轴姿态同时实时机动，滚动轴和俯仰轴的机动对偏航轴的调整会有耦合作 用，本发明方法的偏流角补偿中考虑了这一影响。
【附图说明】
[0051]图1为本发明的沿斜条带成像的姿态调整方法流程图；
[0052]图2为本发明中斜条带几何模型示意图；
[0053] 图3为本发明中摄影点沿斜条带中心线滑动的示意图；
[0054]图4为本发明中带偏航补偿的成像姿态机动模型示意图；
[0055] 图5为本发明中相机载体视轴对准成像点时的三轴姿态指向示意图；
[0056] 图6为实施例中沿垂直星下点成像的滚动角和俯仰角计算结果示意图；
[0057] 图7为实施例中沿垂直星下点成像的偏航角计算结果示意图；
[0058] 图8为实施例中沿垂直星下点成像的姿态跟踪角速度计算结果示意图；
[0059] 图9为实施例中沿垂直星下点成像的STK仿真场景示意图。
【具体实施方式】
[0060] 下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述：
[0061] 如图1所示的方法流程图，本发明针对沿斜条带成像，在规划摄影点沿斜条带上 滑动速度的基础上，通过建立成像姿态机动模型实现了对摄影点的跟踪和成像的偏流角补 偿，得到了沿斜条带成像过程中的相机载体（卫星、航天器等）三轴姿态及姿态跟踪角速 度，实现了姿态机动中沿给定斜条带成像的姿态调整。
[0062](一）、斜条带几何参数确定
[0063] 建立如图2所示的斜条带模型，在斜条带上，由成像起始点M到成像结束点N作以 地心为圆心的圆弧，以该圆弧作为成像斜条带的中心线。该斜条带中心线在过地心的大圆 上，可以在地心地固坐标系下根据球面几何计算出该斜条带的几何参数，其中，地心固连坐 标系为原点在地心，X轴指向零度经线与赤道面的交点，Z轴沿地球自转轴指向北极，XYZ成 右手直角坐标系。
[0064] 在本发明中计算得到的斜条带几何参数包括：斜条带中心线与赤道面的夹角i， 斜条带中心线与赤道面交点的经度Q，斜条带中心线与赤道面交点到起始点的球面幅角f。具体计算方法如下：
[0065](la)、首先计算出过成像结束点N的经线与斜条带中心线所在圆面的夹角C:
[0066]
[0067] 其中：aM、SM分别为设定的成像起始点M的经度和炜度；aN、SN分别为设定的成 像结束点N的经度和炜度；
[0068](lb)、根据步骤（la)计算的夹角C通过如下公式确定斜条带中心线与赤道面的夹 角i:
[0069] cosi = sin (Jr -C) cos 5 N;
[0070](lc)、通过如下公式计算得到斜条带中心线与赤道面交点的经度n :
[0071]tan(aN-Q) =sinitan(Jr-C);
[0072](1d)、通过如下公式计算得到斜条带中心线与赤道面交点到起始点的球面幅角 f:
[0073]
[0074](二）、摄影点沿斜条带滑动的速度矢量和位置矢量计算
[0075] 在沿斜条带成像时，摄影点在斜条带中心线上滑动，相机载体视轴需跟踪摄影点 的运动，从而实现实时成像。因此，本发明通过规划摄影点的滑动速度来实现卫星姿态的规 划。在成像过程中，相机载体位置随着时间的变化规律S(t)已给定，该相机载体的视轴在 任意时刻都要对对准摄影点，因此在进行相机载体姿态调整时，需要先确定摄影点沿斜条 带滑动规律D(t)。
[0076] 如图3所示，在时刻t摄影点以速度矢量VD滑动到位置D，地心到该位置D的矢量 为RD，该位置D位于成像起始点M到成像结束点N之间。本发明在地心地固坐标系下根据 斜条带位置几何参数，以及设定的摄影点速度大小变化函数vD(t)，计算摄影点沿斜条带中 心线滑动到位置D时的速度矢量VD和位置矢量RD，具体计算步骤如下：
[0077](2a)、首先根据设定的摄影点速度大小变化函数v(t)，计算摄影点沿斜条带中心 vm 线上滑动到位置D时的球面角,〃=IjClr; U Nr
[0078] (2b)、通过如下公式计算得到摄影点速度矢量VD和位置矢量RD:
[0079]
[0080]
[0081] 其中，vD为摄影点到达位置D时的速度大小值；RJ%地球半径。
[0082] 在本发明中摄影点速度大小变化函数vD(t)的规划方案有多种，可以通过改变摄 影点在斜条带上的滑动速度规划方案满足不同的成像任务，使成像任务规划更加灵活，例 如可以对目标实现快速推扫成像和慢速推扫成像的控制，快速推扫成像可以满足应急成像 任务，慢速推扫成像可以增加相机曝光时间达到较好的成像质量。本实施例中给出一种最 简单的方案以作说明：采用恒定地速的斜条带成像规划方案，摄影点以恒定大小的速度在 给定斜条带上滑动，即任意时刻摄影点滑动速度大小保持恒定，摄影点在地平面内沿斜条 带方向移动。摄影点在斜条带上的滑动速度大*VD=k* ?sRe，其中：cosS卫星绕地球运 行角速度；K为地球半径；k为速度系数，k越大摄影点在斜条带上的滑动速度越大，通过对 k的规划可以实现对目标斜条带的快扫或慢扫。
[0083](三）、相机载体姿态参数计算
[0084] 如图4所示的成像模型，相机载体机动成像过程如下：卫星S沿轨道运行，通过滚 动轴和俯仰轴的机动来实现姿态跟踪从而使得视轴指向SD沿着地面斜条带轨迹滑动，图 示斜条带与星下点轨迹成n角度，通过偏航补偿使得线阵方向垂直斜条带方向。其中％为 轨道运动导致的地面推扫速度，t为地球自转速度，vrall为滚动角推扫导致的地面推扫速 度，vPlteh为俯仰角推扫导致的地面推扫速度。
[0085] 本发明根据设定的相机载体位置变化函数S(t)和摄影点位置D的位置矢量RD，计 算相机载体视轴跟踪摄影点运动时，相机载体的姿态调整参数：包括横滚角，、俯仰角 0 和偏航角0，以及滚动轴角速度和俯仰轴角速度《y。具体计算步骤如下：
[0086] (3a)、计算当相机载体姿态调整到视轴对准摄影点时相机载体本体坐标系XbYb Zb的目标三轴矢量xb、yb、zb;其中，相机载体视轴对准摄影点时，Zb轴指向摄影点位置D，Yb 轴垂直于Zb轴与摄影点速度矢量VD所在的平面，XZb轴和Yb轴根据右手法则确定。其 中：
[0087]
[0088]
[0089] xb= y bXzb；
[0090] 其中，sB为由相机载体位置S指向摄影点所在位置D的方向矢量，可以根据已知 的相机载体位置随着时间的变化规律S(t)和位置D的位置矢量计算得到。
[0091] (3b)、计算卫星姿态调整的横滚角炉、俯仰角0和偏航角0;其中，所述姿态调整 实现过程为：轨道坐标系按照123转序转到卫星视轴对准摄影点时卫星本体坐标系XbYb Zb，即先绕滚动轴转动炉角，再绕俯仰轴转动0角，最后绕偏航轴转动Y角到达图5中预定 姿态。其中，轨道坐标系为：z轴指向星下点方向，x轴指向航天器速度方向，y轴由右手正 交法则确定。
[0092] 具体计算方法如下：首先将轴矢量zb在轨道坐标系中表示为[Zb]OTblt= [zbxzby zbJT，则横滚角炉和俯仰角0