[发明专利]利用卫星视线矢量对空中目标位置的快速估计方法

权利要求书

1.利用卫星视线矢量对空中目标位置的快速估计方法，其特征在于，利用卫星遥感相机探测空中目标获得的卫星视线矢量，以及空中目标平均高度，推算空中目标的三维位置信息；所述空中目标平均高度根据卫星探测目标确定的探测范围确定；

所述估计方法包括：

1)计算空中目标地心距Det；

Det＝地球半径+h，其中，h为空中目标平均高度；

2)获取卫星在地心地固系下的位置坐标Res_e；

3)计算卫星视线矢量在地心地固系下的分量Pst_e；

4)计算卫星目标距离Dst；

b＝2*Res_e^T*Pst_e

c＝Res_e^T*Res_e-Det^2

Dst＝(-b-sqrt(b^2-4*c))/2

其中，Res_e^T表示列阵Res_e的转置；

5)计算空中目标在地心地固系下的位置坐标Ret_e；

Ret_e＝Res_e+Pst_e*Dst。

2.如权利要求1所述的利用卫星视线矢量对空中目标位置的快速估计方法，其特征在于，所述1)中采用圆球地球模型，Det＝6378+h，单位为km。

3.如权利要求1所述的利用卫星视线矢量对空中目标位置的快速估计方法，其特征在于，所述1)中采用WGS84椭球地球模型。

4.如权利要求1所述的利用卫星视线矢量对空中目标位置的快速估计方法，其特征在于，所述2)中根据卫星J2000地心平赤道惯性系下的位置坐标Res_i获取卫星在地心地固系下的位置坐标Res_e，具体包括：根据曝光时刻t计算地心地固系相对于J2000地心平赤道惯性系的方向余弦矩阵Cei；Res_e＝Cei*Res_i。

5.如权利要求1所述的利用卫星视线矢量对空中目标位置的快速估计方法，其特征在于，所述2)中根据轨道六根数获取卫星在地心地固系下的位置坐标Res_e。

6.如权利要求4所述的利用卫星视线矢量对空中目标位置的快速估计方法，其特征在于，所述卫星视线矢量根据卫星遥感相机的成像模型计算获得，表示为卫星指向空中目标的单位矢量在卫星本体系下的分量Pst_b；所述3)中，Pst_e＝Cei*Cbi^T*Pst_b，其中，Cbi^T表示矩阵Cbi的转置，Cbi为采用方向余弦形式表示的卫星本体在惯性系下的姿态。

7.如权利要求1所述的利用卫星视线矢量对空中目标位置的快速估计方法，其特征在于，将空中目标在地心地固系下的位置坐标Ret_e转换为地理坐标形式。

8.如权利要求1所述的利用卫星视线矢量对空中目标位置的快速估计方法，其特征在于，所述估计方法还包括分析空中目标位置估计方法的误差：定义根据空中目标平均高度计算的空中目标估计位置与实际位置的误差为空中目标位置估计误差，包括垂直方向误差和水平方向误差；

垂直方向误差即空中目标海拔高度误差Δv＝空中目标飞行高度范围/2；

水平方向误差计算包括以下步骤：

(1)计算地星目角Aest

Aest＝arccos(-Res_e^T*Pst_e/|Res_e|)

其中，|Res_e|表示列阵Res_e的模；

(2)计算星地目角Aset

Aset＝arccos(Res_e^T*Ret_e/|Res_e|/|Ret_e|)

其中，|Ret_e|表示列阵Ret_e的模；

(3)计算水平方向误差Δh

Δh＝Δv*tag(Aest+Aset)。

9.如权利要求1所述的利用卫星视线矢量对空中目标位置的快速估计方法，其特征在于，其他地基、空基或天基根据空中目标位置估计误差，结合自身位置信息和有效跟踪视场，判断是否具备跟踪条件。