高分七号卫星测绘体制与性能评估

发布时间：2021-06-18 16:47

　　回顾了我国光学立体测绘卫星研制历程,介绍了高分七号卫星系统总体方案,对卫星工作模式、主要设计参数进行了描述。比较单线阵、双线阵和三线阵测绘体制的优缺点,从基高比选择、激光测高辅助测绘两方面论证了卫星立体光学测绘体制选择的合理性。利用卫星在轨期间星敏感器、陀螺、激光测高仪、双线阵相机温度场等数据分析结果,对卫星在轨期间姿态测量、激光测高、结构稳定性等影响卫星立体测量精度的指标进行了评估。通过仿真评估,卫星可实现1∶1万比例尺精度要求,平面定位精度达到5 m,并通过激光辅助测高的支持,高程精度可以达到1.5 m。 

【文章来源】：航天器工程. 2020,29(03)北大核心CSCD

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【部分图文】：

高分七号卫星示意图

激光测高仪两个波束同时工作,夹角为1.4°。激光测高仪工作过程中激光器温度稳定性高,温度波动控制在19.7～20.3 ℃之间,经测试激光光斑质心抖动≤0.5像素,输出能量变化≤2 mJ,保证了激光器指向稳定性。这为用户开展激光指向在轨标定工作提供的技术保障。图10所示为威海附近海域激光打点,利用主波和回波进行波形分析,如表8所示。表8 激光测高精度分析表Table 8 Analysis of laser altimeter accuracy 序号 纬度/(°) 经度/(°) 粗高程/m Point349 46.581 418 61 60.091 764 34 13.620 Point350 46.560 620 39 60.084 531 21 13.451 Point351 46.539 821 99 60.077 303 13 13.556 Point352 46.519 022 28 60.070 083 69 13.550 Point353 46.498 221 73 60.062 869 33 13.419 Point354 46.477 421 79 60.055 655 61 13.473 Point355 46.456 624 44 60.048 447 79 13.560 Point356 46.435 823 13 60.041 243 54 13.505 相对高程精度 0.067

利用高分七号卫星设计参数与在轨实测参数分别仿真计算卫星立体定位精度。仿真计算过程如图11所示,以卫星参数、载荷参数和误差特性为输入,利用光学几何严密成像模型和激光几何成像模型仿真得到双线阵相机影像和激光测高仪回波数据和足印相机影像及相关的辅助数据。通过高精度图像匹配模型实现地面控制点或足印相机影像与双线阵影像的图像匹配,通过立体平差算法得到有无控制点及激光数据参与联合平差的目标定位精度。主要仿真输入条件如表8所示。其中,姿态系统差与测距系统均为估计值,由卫星姿态与激光测距在轨定标精度决定。由于仿真分析过程仅涉及单景影像,采用高程控制点进行平差将造成平面精度的损失。为此,在平差过程中,将前后视影像的连接点作为平面控制点使用,分析结果如表9,表10所示。

【参考文献】：
期刊论文
[1]大比例尺航天测绘系统体制研究[J]. 莫凡,曹海翊,刘希刚,张新伟,高洪涛,黄缙.  航天器工程. 2017(01)
[2]利用GLAS激光测高仪计算格陵兰冰盖高程变化[J]. 马跃,阳凡林,王明伟,李松,翁寅侃.  红外与激光工程. 2015(12)
[3]三线阵TDICCD在测图卫星中的应用分析[J]. 周胜利.  航天器工程. 2007(04)



本文编号：3237025