施例可以以硬件實現(xiàn)，或者以在一個或者多個處理器上運行的軟件模塊實現(xiàn)，或者以它們的組合實現(xiàn)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以在實踐中使用微處理器或者數(shù)字信號處理器(DSP)來實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明實施例用于空間光學(xué)相機的無地面控制點定位裝置中的一些部件的一些或者全部功能。
[0098]應(yīng)該注意的是，上述實施例是對本發(fā)明進(jìn)行說明而不是對本發(fā)明進(jìn)行限制，并且本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離所附權(quán)利要求的范圍的情況下可設(shè)計出替換實施例。在權(quán)利要求中，不應(yīng)將位于括號之間的任何參考符號構(gòu)造成對權(quán)利要求的限制。單詞“包含”不排除存在未列在權(quán)利要求中的元件或者步驟等。位于元件之前的單詞“一”或“一個”不排除存在多個這樣的元件。本發(fā)明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于適當(dāng)編程的計算機來實現(xiàn)。在列舉了若干裝置的單元權(quán)利要求中，這些裝置中的若干個可以是通過同一個硬件項來具體體現(xiàn)。單詞第一、第二以及第三等的使用不表示任何順序?？蓪⑦@些單詞解釋為名稱。
【主權(quán)項】
1.一種用于空間光學(xué)相機的無地面控制點定位方法，其特征在于，包括: 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(biāo)系Z軸在積分時間段的積分初始時刻關(guān)于慣性空間坐標(biāo)系X軸的指向角、關(guān)于慣性空間坐標(biāo)系I軸的指向角以及關(guān)于慣性空間坐標(biāo)系Z軸的指向角； 測量進(jìn)入空間光學(xué)相機的光學(xué)單元的第一參考激光束和第二參考激光束的光斑位置信息，并根據(jù)所述光斑位置信息以及三個所述指向角確定空間光學(xué)相機光軸在積分初始時刻關(guān)于慣性空間坐標(biāo)系的X軸的指向信息、I軸的指向信息以及z軸的指向信息； 將三個所述指向信息作為空間光學(xué)相機光軸在整個積分時間段的光軸指向信息。2.一種用于空間光學(xué)相機的無地面控制點定位方法，其特征在于，包括: 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；測量慣性測量單元坐標(biāo)系z軸在積分時間段的積分初始時刻關(guān)于慣性空間坐標(biāo)系X軸的指向角、關(guān)于慣性空間坐標(biāo)系I軸的指向角以及關(guān)于慣性空間坐標(biāo)系z軸的指向角；使所述第一參考激光束和第二參考激光束進(jìn)入相機的光學(xué)單元并入射到相機焦平面的分視場上； 測量第一參考激光束和第二參考激光束在所述積分時間段的積分初始時刻在相機焦平面的分視場上的光斑位置信息； 根據(jù)所述光斑位置信息和預(yù)先設(shè)定的光斑目標(biāo)位置信息確定空間光學(xué)相機光軸在積分初始時刻關(guān)于慣性測量單元坐標(biāo)系X軸的偏轉(zhuǎn)角以及空間光學(xué)相機光軸在積分初始時刻關(guān)于慣性測量單元坐標(biāo)系I軸的偏轉(zhuǎn)角，并根據(jù)所述關(guān)于慣性測量單元坐標(biāo)系X軸的偏轉(zhuǎn)角與關(guān)于慣性空間坐標(biāo)系X軸的指向角的疊加以及關(guān)于慣性測量單元坐標(biāo)系y軸的偏轉(zhuǎn)角與關(guān)于慣性空間坐標(biāo)系y軸的指向角的疊加確定空間光學(xué)相機光軸在積分初始時刻關(guān)于慣性空間坐標(biāo)系的X軸的指向信息和y軸的指向信息； 根據(jù)兩個光斑位置信息以及預(yù)先設(shè)定的兩個光斑目標(biāo)位置信息形成的四邊形確定空間光學(xué)相機光軸在積分初始時刻關(guān)于慣性測量單元坐標(biāo)系z軸的偏轉(zhuǎn)角； 根據(jù)慣性測量單元坐標(biāo)系Z軸在所述積分時間段的積分初始時刻關(guān)于慣性空間坐標(biāo)系Z軸的指向角與所述關(guān)于慣性測量單元坐標(biāo)系Z軸的偏轉(zhuǎn)角的疊加確定空間光學(xué)相機光軸在積分初始時刻關(guān)于慣性空間坐標(biāo)系的Z軸的指向信息； 將三個所述指向信息作為空間光學(xué)相機光軸在整個積分時間段的光軸指向信息。3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述測量慣性測量單元坐標(biāo)系Z軸在積分時間段的積分初始時刻關(guān)于慣性空間坐標(biāo)系X軸的指向角、關(guān)于慣性空間坐標(biāo)系y軸的指向角以及關(guān)于慣性空間坐標(biāo)系z軸的指向角包括: 慣性測量單元基于其測量基準(zhǔn)三維坐標(biāo)系測量慣性測量單元坐標(biāo)系z軸在積分時間段的積分初始時刻關(guān)于慣性空間坐標(biāo)系X軸的指向角、關(guān)于慣性空間坐標(biāo)系I軸的指向角以及關(guān)于慣性空間坐標(biāo)系z軸的指向角； 其中，所述測量基準(zhǔn)三維坐標(biāo)系通過星敏感器在軌標(biāo)校。4.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述使所述第一參考激光束和第二參考激光束進(jìn)入相機的光學(xué)單元并入射到相機焦平面的分視場上包括: 利用角錐棱鏡使所述第一參考激光束和第二參考激光束入射到相機主鏡上，且經(jīng)由相機主鏡入射到相機次鏡上，并經(jīng)由相機次鏡入射到與相機焦平面剛性連接的第一位置探測器和第二位置探測器上。5.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述根據(jù)所述光斑位置信息和預(yù)先設(shè)定的光斑目標(biāo)位置信息確定空間光學(xué)相機光軸在積分初始時刻關(guān)于慣性測量單元坐標(biāo)系X軸的偏轉(zhuǎn)角以及空間光學(xué)相機光軸在積分初始時刻關(guān)于慣性測量單元坐標(biāo)系y軸的偏轉(zhuǎn)角包括: 根據(jù)第一參考激光束的光斑位置信息和預(yù)先設(shè)定的第一參考激光束的光斑目標(biāo)位置信息確定空間光學(xué)相機光軸在積分初始時刻關(guān)于慣性測量單元坐標(biāo)系X軸的偏轉(zhuǎn)角以及空間光學(xué)相機光軸在積分初始時刻關(guān)于慣性測量單元坐標(biāo)系y軸的偏轉(zhuǎn)角；或者 根據(jù)第二參考激光束的光斑位置信息和預(yù)先設(shè)定的第二參考激光束的光斑目標(biāo)位置信息確定空間光學(xué)相機光軸在積分初始時刻關(guān)于慣性測量單元坐標(biāo)系X軸的偏轉(zhuǎn)角以及空間光學(xué)相機光軸在積分初始時刻關(guān)于慣性測量單元坐標(biāo)系y軸的偏轉(zhuǎn)角。6.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述根據(jù)兩個光斑位置信息以及預(yù)先設(shè)定的兩個光斑目標(biāo)位置信息形成的四邊形確定空間光學(xué)相機光軸在積分初始時刻關(guān)于慣性測量單元坐標(biāo)系z軸的偏轉(zhuǎn)角包括: 計算所述四邊形的各邊邊長，并利用所述各邊邊長計算出空間光學(xué)相機光軸在積分初始時刻關(guān)于慣性測量單元坐標(biāo)系z軸的偏轉(zhuǎn)角。7.一種用于空間光學(xué)相機的無地面控制點定位裝置，其特征在于，所述裝置包括:慣性參考激光單元、角錐棱鏡、第一位置探測器、第二位置探測器、XY疊加運算單元以及Z運算單元; 慣性參考激光單元，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(biāo)系Z軸在積分時間段的積分初始時刻關(guān)于慣性空間坐標(biāo)系X軸的指向角、關(guān)于慣性空間坐標(biāo)系y軸的指向角以及關(guān)于慣性空間坐標(biāo)系z軸的指向角； 角錐棱鏡，設(shè)置于第一參考激光束和第二參考激光束的光路上，用于使所述第一參考激光束和第二參考激光束進(jìn)入相機的光學(xué)單元并入射到相機焦平面的分視場上； 第一位置探測器，設(shè)置于相機焦平面的分視場上，且與相機焦平面剛性連接，用于測量第一參考激光束在所述積分時間段的積分初始時刻在相機焦平面的分視場上的光斑位置信息； 第二位置探測器，設(shè)置于相機焦平面的分視場上，且與相機焦平面剛性連接，用于測量第二參考激光束在所述積分時間段的積分初始時刻在相機焦平面的分視場上的光斑位置信息； XY疊加運算單元，用于根據(jù)所述光斑位置信息和預(yù)先設(shè)定的光斑目標(biāo)位置信息確定空間光學(xué)相機光軸在積分初始時刻關(guān)于慣性測量單元坐標(biāo)系X軸的偏轉(zhuǎn)角以及空間光學(xué)相機光軸在積分初始時刻關(guān)于慣性測量單元坐標(biāo)系y軸的偏轉(zhuǎn)角，并根據(jù)所述關(guān)于慣性測量單元坐標(biāo)系X軸的偏轉(zhuǎn)角與關(guān)于慣性空間坐標(biāo)系X軸的指向角的疊加以及關(guān)于慣性測量單元坐標(biāo)系y軸的偏轉(zhuǎn)角與關(guān)于慣性空間坐標(biāo)系y軸的指向角的疊加確定空間光學(xué)相機光軸在積分初始時刻關(guān)于慣性空間坐標(biāo)系的X軸的指向信息和I軸的指向信息； Z運算單元，用于根據(jù)兩個光斑位置信息以及預(yù)先設(shè)定的兩個光斑目標(biāo)位置信息形成的四邊形確定空間光學(xué)相機光軸在積分初始時刻關(guān)于慣性測量單元坐標(biāo)系z軸的偏轉(zhuǎn)角，并根據(jù)測量慣性測量單元坐標(biāo)系z軸在所述積分時間段的積分初始時刻關(guān)于慣性空間坐標(biāo)系Z軸的指向角與所述關(guān)于慣性測量單元坐標(biāo)系Z軸的偏轉(zhuǎn)角的疊加確定空間光學(xué)相機光軸在積分初始時刻關(guān)于慣性空間坐標(biāo)系的Z軸的指向信息； 其中，三個所述指向信息被作為空間光學(xué)相機光軸在整個積分時間段的光軸指向信息。8.如權(quán)利要求7所述的裝置，其中，所述慣性參考激光單元包括: 基座； 兩個激光輸出組件，為第一激光源和第二激光源，與基座剛性連接，用于產(chǎn)生相互不平行的第一參考激光束和第二參考激光束； 多個慣性傳感器，與基座剛性連接，用于測量慣性測量單元坐標(biāo)系Z軸在積分時間段的積分初始時刻關(guān)于慣性空間坐標(biāo)系X軸的指向角、關(guān)于慣性空間坐標(biāo)系I軸的指向角以及關(guān)于慣性空間坐標(biāo)系z軸的指向角。9.如權(quán)利要求8所述的裝置，其中，所述慣性傳感器基于慣性測量單元中的測量基準(zhǔn)三維坐標(biāo)系測量慣性測量單元坐標(biāo)系Z軸在積分時間段的積分初始時刻關(guān)于慣性空間坐標(biāo)系X軸的指向角、關(guān)于慣性空間坐標(biāo)系I軸的指向角以及關(guān)于慣性空間坐標(biāo)系z軸的指向角； 且所述慣性測量單元包括:慣性參考激光單元、星敏感器以及標(biāo)校單元； 標(biāo)校單元，用于利用星敏感器對所述測量基準(zhǔn)三維坐標(biāo)系進(jìn)行在軌標(biāo)校。10.如權(quán)利要求7或8或9所述的裝置，其中，該Z運算單元包括: 邊長運算單元，用于計算所述四邊形的各邊邊長； Z疊加運算單元，用于利用所述各邊邊長計算出空間光學(xué)相機光軸在積分初始時刻關(guān)于慣性測量單元坐標(biāo)系z軸的偏轉(zhuǎn)角，并根據(jù)慣性測量單元坐標(biāo)系z軸在所述積分時間段的積分初始時刻關(guān)于慣性空間坐標(biāo)系z軸的指向角與所述關(guān)于慣性測量單元坐標(biāo)系z軸的偏轉(zhuǎn)角的疊加確定空間光學(xué)相機光軸在積分初始時刻關(guān)于慣性空間坐標(biāo)系的Z軸的指向?目息O
【專利摘要】本發(fā)明公開了用于空間光學(xué)相機的無地面控制點定位方法和裝置；該方法包括：由第一和第二激光源產(chǎn)生相互不平行的第一和第二參考激光束，測量慣性測量單元坐標(biāo)系Z軸在積分時間段的積分初始時刻關(guān)于慣性空間坐標(biāo)系x軸的指向角、關(guān)于慣性空間坐標(biāo)系y軸的指向角以及關(guān)于慣性空間坐標(biāo)系z軸的指向角；測量進(jìn)入空間光學(xué)相機的光學(xué)單元的第一和第二參考激光束的光斑位置信息，根據(jù)光斑位置信息和三個指向角確定空間光學(xué)相機光軸在積分初始時刻關(guān)于慣性空間坐標(biāo)系的x軸的指向信息、y軸的指向信息和z軸的指向信息；將三個指向信息作為空間光學(xué)相機光軸在整個積分時間段的光軸指向信息。本發(fā)明提供的技術(shù)方案可有效提高無地面控制點的定位精度。
【IPC分類】G01C21/16
【公開號】CN105157700
【申請?zhí)枴緾N201510394011
【發(fā)明人】王世濤, 王虎妹, 岳榮剛, 劉曉磊, 宋鵬飛, 孫曉峰
【申請人】中國空間技術(shù)研究院
【公開日】2015年12月16日
【申請日】2015年7月7日