[发明专利]基于六自由度平台的遥感视场下目标飞行特性模拟系统

说明书

本发明涉及一种目标飞行特性探测的技术领域的基于六自由度平台的遥感视场下目标飞行特性模拟系统，所述模拟系统包括五个模块：空间坐标标定模块、飞行轨迹生成模块、指向控制模块、六自由度平台模块及视线矢量指示模块；本发明还涉及前述模拟系统的模拟方法。本发明公开的基于六自由度平台的遥感视场下空间目标飞行特性模拟方法，可用于改善常规模拟器成像视场小的缺点，提高遥感系统的跟踪接收能力。本发明的模拟方法，通过引入六自由度平台，实现目标飞行特性在平台视场下的模拟，并通过视线矢量指示模块对模拟的正确性进行验证，实现空间目标在大视场范围内运动的仿真。

技术领域

本发明涉及目标飞行特性探测的技术领域，特别涉及一种基于六自由度平台的遥感视场下目标飞行特性模拟系统。

背景技术

空间目标飞行特性模拟是一种在地面上模拟目标运动特性，用于检测遥感系统对空间目标的识别跟踪能力。空间目标大范围运动的模拟能够更真实地检测遥感系统动态跟踪目标的性能，提高遥感系统跟踪精度。目前，准直型目标发生器是通过微镜阵列将像面上的像元以平行光投射给探测接收系统，为了提高探测系统的跟踪接收能力，要求微镜阵列能够在大视场内仿真空间目标的运动特性。考虑到常规目标模拟器光学视场有限，不适用于探测系统的大范围跟踪检测；因此如何能够在更大视场范围内高分辨率地仿真空间目标的运动成为需要解决的难题。物体在空间具有六个自由度，即沿x、y、z三个直角坐标轴方向的移动自由度和绕这三个坐标轴的转动自由度，要完全确定物体的位置，就必须清楚这六个自由度，如何在六自由度平台视场下进行目标飞行特性模拟方法，需要在模拟方法中给予考虑。

经对现有技术的文献检索发现，《哈尔滨工业大学学报》于2008年11月披露了如下文献，文献名称为《航天遥感器的空间目标成像模型研究》，文献提出了一种新的空间目标的成像模型，用于仿真模拟航天遥感器观测到的空间目标成像特性的分析与实验。假定空间目标几何形状为球形，使用已有的空间目标照度计算公式，建立了目标星等仿真计算模型；通过使用航天遥感器CCD、光学系统参数和目标星等计算模型，可得到空间目标在理想观测条件下的航天遥感器焦平面上点源响应的信号强度和图像；考虑到航天遥感器与空间目标的相对运动关系，建立了空间目标在实际观测条件下的航天遥感器焦平面上线成像的能量分布模型和运动引起的模糊图像；综合使用上述几种模型，可生成空间目标在航天遥感器不同成像观测条件下的动态帧序列图像，以满足空间目标的探测与识别仿真算法研究的需求。对于本发明所要解决的技术问题，现有技术中未见有相关的技术披露。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种基于六自由度平台的遥感视场下目标飞行特性模拟系统。本发明针对空间目标的飞行特性，通过五个模块实现遥感平台视场下空间目标视线矢量的生成、六自由度平台控制指令生成，六自由度平台驱动指向，实时解算遥感平台与动态目标的相对关系，通过六自由度平台实现目标在遥感视场下飞行轨迹、运动特性的模拟。本发明的系统能够针对解决大视场范围内空间目标运动的仿真问题，实现良好的技术模拟效果。

本发明是通过以下的技术方案实现的，本发明涉及一种基于六自由度平台的遥感视场下目标飞行特性模拟系统，所述模拟系统包括五个模块：空间坐标标定模块、飞行轨迹生成模块、指向控制模块、六自由度平台模块及视线矢量指示模块；

所述空间坐标标定模块用于实现遥感平台与六自由度平台位置关系的标定；

所述飞行轨迹生成模块用于目标相对遥感平台的视线矢量生成，包含三个子模块：目标轨迹生成模块、遥感平台轨迹生成模块、视线矢量生成模块；

所述指向控制模块用于六自由度平台控制指令生成，将目标相对遥感平台的视线矢量转换至六自由度平台坐标系下，进而反演生成六自由度平台指向控制指令，实现视线矢量的指向控制；

所述六自由度平台模块包含两部分：运动控制单元和六自由度平台机构；运动控制单元接收六自由度控制指令，转化为每个运动控制杆的运动控制指令并驱动，六自由度平台机构通过运动控制杆的复合运动实现安装平台的六自由度运动模拟；