[发明专利]一种大型遥感卫星多角度相机对月定标参数评估方法

说明书

目前常见的对月定标方法是控制卫星自转速度，和相机的积分时间匹配，同时对月成像。然而，对于大型遥感卫星搭载的多角度相机而言，不同对地成像角度的典型积分时间是不同的，若要单轨完成所有角度的对月定标任务，需要卫星在短时间内、甚至是成像过程中快速改变自身转速，这对于大质量的大型遥感卫星而言是难以实现的。同时，多角度光学载荷在对月成像时，需要对多组成像参数进行适用性评估，以获得更高的成像质量。本发明一种大型遥感卫星多角度相机对月定标参数评估方法，克服了大型遥感卫星不能在单轨内完成多角度对月定标的缺点，提高了定标效率，并通过多边界联合评估确定了合适的成像参数，提高了定标精度。

技术领域

本发明涉及一种大型遥感卫星多角度相机对月定标参数评估方法，属于遥感卫星天体辐射定标技术领域。

背景技术

在轨天体辐射定标方法由于有着受环境因素影响小、定标频次高等优势，越来越受到大家的关注。在天体定标中，对月定标的优势主要包括：首先，月球是除太阳外视张角最大的地外目标物，一次对月成像可完成星载被动光学载荷大量像元的绝对辐射标定；其次，月球反射特性十分稳定，适合于探测器辐射响应稳定性跟踪；第三，对月定标还具有不受地球大气影响、定标光谱覆盖可见近红外全部谱段等优点。这使得月球非常适合作为卫星在轨辐射定标的参考基准源。

目前常见的对月定标方法是基于一定的相机积分时间来计算卫星姿态机动所需的姿控参数，控制卫星自转速度以和相机的积分时间匹配，解决对月成像过程中积分时间与推扫速度失配带来的月球图像畸变问题。然而，对于大型遥感卫星搭载的多角度相机而言，不同对地成像角度的常用积分时间是不同的。受限于自身质量，大型遥感卫星不能做到在短时间单次成像任务中实时调整姿态机动速度，以匹配不同角度成像的积分时间需要。而如果在对月成像时对不同角度的载荷采用同样的积分时间参数设置，则会由于积分时间和信号响应的非线性而引入定标误差。

多角度光学载荷在对月成像时，会有不同的TDI级数和增益的组合可供选择，通过有效的原则和方法对这些参数组合进行适用性评估，可以确定适合对月定标任务的成像参数，以获得更高的成像质量，为基于卫星遥感影像的陆表信息定量化反演提供更精准的源端数据。

发明内容

本发明解决的问题是：克服现有技术的不足，针对现有对月定标方案不适用于大型遥感卫星多角度光学载荷技术状态的问题，设计了相应的对月定标方案，并提供了一种大型遥感卫星多角度相机对月定标参数评估方法，以确定合适的对月定标成像参数，保证对月成像的图像质量和定标精度。

本发明的技术方案是：一种大型遥感卫星多角度相机对月定标参数评估方法，步骤如下：

(1)基于地表数字高程模型DEM和各卫星参数，通过STK仿真得到各角度相机在不同纬度的积分时间；

(2)根据步骤(1)所获得的各角度相机在不同纬度的积分时间，结合卫星实际在轨关注的热点区域纬度范围，选择各角度相机的积分时间；

(3)确定对月成像时某一角度相机的某一谱段的入瞳辐亮度，进而得到对月定标月相；

(4)根据步骤(2)所获得的积分时间和步骤(3)获得的入瞳辐亮度，计算得到步骤(3)中所选取的某一角度相机的不同增益和级数组合搭配下的TDICCD信号电压值，将这些信号电压值与TDICCD器件手册中的饱和电压值一一比对，获得不超过器件饱和电压的所有TDI级数以及与之组合使用的增益；

(5)根据步骤(2)所获得的积分时间，计算得到基于卫星姿态稳定度条件下，不同TDI级数对应的MTF下降程度，并将TDI级数的上限确定为引起MTF下降不超3％的最大TDI级数；

(6)从步骤(4)获得的不超过器件饱和电压的TDI级数中选择小于等于步骤(5)中TDI级数上限的级数，得到同时满足饱和电压以及MTF需求的TDI级数；