信息確定X偏轉角以及I偏轉角，然后，將X偏轉角與上述關于慣性空間坐標系X軸的指向角進行疊加，并將I偏轉角與上述關于慣性空間坐標系I軸的指向角進行疊加，從而獲得第一 X疊加角和第一I疊加角；同時，利用基于第二激光束的光斑位置信息和針對第二激光束設置的光斑目標位置信息確定X偏轉角以及I偏轉角，然后，將X偏轉角與上述關于慣性空間坐標系X軸的指向角進行疊加，并將I偏轉角與上述關于慣性空間坐標系I軸的指向角進行疊加，從而獲得第二 X疊加角和第二 I疊加角；然后，通過計算第一X疊加角和第二 X疊加角的均值獲得X角，通過計算第一 I疊加角和第二 I疊加角的均值獲得y角；從而利用上述獲得的X角就可以確定出空間光學相機光軸在積分初始時刻關于慣性空間坐標系的X軸的指向信息，利用上述獲得的I角就可以確定出空間光學相機光軸在積分初始時刻關于慣性空間坐標系的y軸的指向信息。
[0061]本實施例中的空間光學相機光軸在積分初始時刻關于慣性空間坐標系的X軸的指向信息可以為角度值，也可以為線位移值，且空間光學相機光軸在積分初始時刻關于慣性空間坐標系的y軸的指向信息同樣可以為角度值，也可以為線位移值。
[0062]S250、根據(jù)兩個光斑位置信息以及預先設定的兩個光斑目標位置信息形成的四邊形確定空間光學相機光軸在積分初始時刻關于慣性測量單元坐標系z軸的偏轉角，并根據(jù)慣性測量單元坐標系Z軸在所述積分時間段的積分初始時刻關于慣性空間坐標系z軸的指向角與關于慣性測量單元坐標系Z軸的偏轉角的疊加確定空間光學相機光軸在積分初始時刻關于慣性空間坐標系的Z軸的指向信息。
[0063]具體的，如圖3所示，點A。、點Ατ、點B。以及點B τ這四個點形成一個四邊形，利用該四邊形就可以計算出空間光學相機光軸在積分初始時刻關于慣性測量單元坐標系ζ軸的偏轉角(下述簡稱為ζ偏轉角)，例如，先計算出該四邊形各邊的邊長，然后利用各邊的邊長(即利用各邊的幾何關系)就可以計算出圖3中的角γ'，該角γ'即為ζ偏轉角。本實施例可以利用多種計算方法通過邊長獲得角γ,，在此對具體的計算方法不再詳細說明。本實施例基于疊加而獲得的空間光學相機光軸在積分初始時刻關于慣性空間坐標系的ζ軸的指向信息可以為角度值，也可以為線位移值。
[0064]S260、將三個指向信息作為空間光學相機光軸在整個積分時間段的光軸指向信息，也就是說，在一個積分時間段內，始終將空間光學相機光軸在積分初始時刻關于慣性空間坐標系的X軸的指向信息、關于慣性空間坐標系的I軸的指向信息以及關于慣性空間坐標系的Z軸的指向信息作為空間光學相機的光軸指向信息。
[0065]實施例二、用于空間光學相機的無地面控制點定位裝置。該裝置的結構如圖4所不O
[0066]圖4中，本實施例的用于空間光學相機的無地面控制點定位裝置主要包括:慣性參考激光單元1、星敏感器12、標校單元13、角錐棱鏡4、第一位置探測器8 (即位置探測器Α)、第二位置探測器9 (即位置探測器B)、ΧΥ疊加運算單元15和Z運算單元；其中的Z運算單元可以包括:邊長運算單元18和Z疊加運算單元19。
[0067]設置有本實施例的用于空間光學相機的無地面控制點定位裝置的光學遙感衛(wèi)星可以被簡化為兩大部分，其中一部分為慣性測量單元(位于圖4虛線框之外的左側區(qū)域)，另一部分為空間光學相機(也可以稱為光學成像系統(tǒng)，即圖4中虛線框之內的部分)。
[0068]簡化后的光學遙感衛(wèi)星中的慣性測量單元主要包括:星敏感器12(也可以稱為恒星敏感器)、標校單元13和慣性參考激光單元I。星敏感器12與慣性參考激光單元I剛性連接，即慣性測量單元可以視為一個剛體。慣性測量單元與空間光學相機剛性相連，如慣性測量單元剛性固定在空間光學相機的承力板上，從而使慣性測量單元與空間光學相機成為一個剛體。
[0069]簡化后的光學遙感衛(wèi)星中的空間光學相機(即圖4中虛線框之內的部分)主要包括:相機主鏡5、相機次鏡6、角錐棱鏡4、相機焦平面7、第一位置探測器8、第二位置探測器9以及相機承力板21 ;相機焦平面7、第一位置探測器8以及第二位置探測器9三者剛性連接，可以視為一個剛體。該空間光學相機在軌工作時，從被拍攝目標22發(fā)出的成像光23在經(jīng)過相機主鏡5以及相機次鏡6等光學單元后，到達相機焦平面7成像。
[0070]慣性參考激光單元I主要用于由第一激光源和第二激光源產(chǎn)生相互不平行的第一參考激光束和第二參考激光束，并測量慣性測量單元坐標系Z軸在積分時間段的積分初始時刻關于慣性空間坐標系X軸的指向角、關于慣性空間坐標系y軸的指向角以及關于慣性空間坐標系ζ軸的指向角。
[0071]具體的，慣性參考激光單元I的一個例子如圖5所示；圖5中的慣性參考激光單元I包括:基座31、第一激光輸出組件28 (即激光輸出組件A，也即第一激光源)、第二激光輸出組件29 (即激光輸出組件B，也即第二激光源)以及多個慣性傳感器30。
[0072]基座31主要用于剛性固定第一激光輸出組件28、第二激光輸出組件29以及多個慣性傳感器30。基座31還可以作為與星敏感器12剛性固定連接的結構，使星敏感器12與慣性參考激光單元I形成一個剛體。
[0073]第一激光輸出組件28主要用于產(chǎn)生第一參考激光束2 (即參考激光束A)，第二激光輸出組件29主要用于產(chǎn)生第二參考激光束3 (即參考激光束B)，且第一參考激光束2和第二參考激光束3相互不平行。
[0074]多個慣性傳感器30主要用于測量慣性測量單元坐標系ζ軸關于慣性空間坐標系X軸的指向角、關于慣性空間坐標系I軸的指向角以及關于慣性空間坐標系ζ軸的指向角。慣性傳感器30可以采用陀螺、基于磁流體的角位移傳感器等元件來實現(xiàn)。本實施例中的慣性傳感器30應具有較高的測角精度、較寬的工作帶寬以及較低的測量噪聲，且慣性傳感器30在星敏感器12在軌標定的情況下，可以持續(xù)地實現(xiàn)高準確性高精度的角位移測量。
[0075]多個慣性傳感器30的安裝位置應根據(jù)實際情況合理安排，以便于可以準確地測量出空間光學相機光軸關于慣性空間坐標系X軸的指向角、關于慣性空間坐標系I軸的指向角以及關于慣性空間坐標系ζ軸的指向角。
[0076]標校單元13主要用于利用星敏感器12對慣性測量單元的測量基準三維坐標系進行標校，即標校單元13利用星敏感器12在軌標校慣性參考激光單元中的各慣性傳感器30的測量基準三維坐標系。衛(wèi)星在軌運行過程中，慣性傳感器30往往會存在零偏穩(wěn)定性以及隨機游走等問題，這樣，衛(wèi)星長時間在軌使用后，會出現(xiàn)慣性傳感器30的測量誤差增大的現(xiàn)象，而星敏感器12由于是以慣性穩(wěn)定的恒星11光為基準的，因此不存在零位漂移等問題，從而本實施例的標校單元13可以實時地基于星敏感器12來在軌糾正各個慣性傳感器30的測量偏差，使各慣性傳感器30可以具有持續(xù)穩(wěn)定精準的測角性能。
[0077]角錐棱鏡4主要用于將第一參考激光束2和第二參考激光束3均引入至空間光學相機(即光學成像系統(tǒng))中，使第一參考激光束2和第二參考激光束3沿著與被拍攝目標22的成像光23相同的路徑傳播，即第一參考激光束2和第二參考激光束3在分別經(jīng)過相機主鏡5和相機次鏡6之后，第一參考激光束2到達第一位置探測器8，第二參考激光束3到達第二位置探測器9。
[0078]需要特別說明的是，雖然第一參考激光束2和第二參考激光束3所經(jīng)過的光學單元比被拍攝目標的成像光23多了一個角錐棱鏡4，但是，由于角錐棱鏡4有一種特殊的光學性質，即不論入射光從哪個角度入射，出射光都會保持與入射光平行，因此，角錐棱鏡4的抖動不會改變光線的傳播方向，從而可以認為第一參考激光束2和第二參考激光束3與成像光23經(jīng)過了相同的光學單元。
[0079]第一位置探測器8主要用于測量第一參考激光束2的光斑位置信息。第二位置探測器9主要用于測量第二參考激光束3的光斑位置信息。
[0080]本實施例利用第一位置探測器8和第二位置探測器9測量出的光斑位置信息可以獲得空間光學相機光軸在積分初始時刻關于慣性測量單元坐標系X軸、y軸以及Z軸所發(fā)生的偏轉變化，也就是說，空間光學相機內部多個光學單元的綜合抖動情況可以通過參考激光束的光斑在位置探測器上產(chǎn)生的位移情況獲得。
[0081 ] 本實施例中的第一位置探測器8以及第二位置探測器9應具有較高的位置測量精度、較快的響應速度、較低的測量噪聲以及較高的線性度，如第一位置探測器8和第二位置探測器9可以采用四分儀、PSD (phase sensitive detector，敏感相位探測器)或者高速CO) (Charge-coupled Device，電荷親合元件)等器件實現(xiàn)。
[0082]XY疊加運算單元15主要用于根據(jù)上述光斑位置信息和預先設定的光斑目標位置信息確定空間光學相機光軸在積分初始時刻關于慣性測量單元坐標系X軸的偏轉角以及空間光學相機光軸在積分初始時刻關于慣性測量單元坐標系y軸的偏轉角，并根據(jù)相應的空間光學相機光軸在積分初始時刻關于慣性測量單元坐標系X軸的偏轉角與相應的關于慣性空間坐標系X軸的指向角的疊加以及相應的空間光學相機光軸在積分初始時刻關于慣性測量單元坐標系y軸的偏轉角與相應的關于慣性空間坐標系y軸的指向角的疊加確定空間光學相機光軸在積分初始時刻關于慣性空間坐標系的X軸的指向信息和y軸的指向信息。上述空間光學相機光軸在積分初始時刻關于慣性空間坐標系的X軸的指向信息和y軸的指向信息即為圖4中的X和Y方向光軸指向測量結果16。
[0083]具體的，如圖3所示，設定A。表示第一位置探測器8 (即第一位置探測器)的中心點24，不在積分時間段的積分初始時刻T時第一參考激光束的光斑在第一位置探測器8上的位置點25，B。表示第二位置探測器9 (即第二位置探測器)的中心點2631表示在積分時間段的積分初始時刻T時第二參考激光束的光斑在第二位置探測器9上的位置點27 ;位置點25的位置信息和位置點27的位置信息即為第一參考激光束和第二參考激光束在積分時間段的積分初始時刻在相