02,根據(jù)衛(wèi)星平臺設(shè)計指標(biāo)，采用數(shù)值積分的方法仿真理想狀態(tài)下衛(wèi)星運動 軌跡，并進行攝動因素改正。
[0040] 具體地，根據(jù)衛(wèi)星平臺設(shè)計指標(biāo)和初始軌道數(shù)據(jù)，利用數(shù)值積分的方法仿真理想 狀態(tài)下衛(wèi)星運動軌跡，并對所述衛(wèi)星平臺受到的重力、光壓、大氣阻力、固體潮、N體攝動、極 潮、海潮等攝動因素進行改正。其中，所述平臺設(shè)計指標(biāo)包括衛(wèi)星質(zhì)量Mass、衛(wèi)星有效面積 參數(shù)SatArea、太陽光壓系數(shù)Cr和大氣阻力系數(shù)Cd等參數(shù)。
[0041] 步驟103,根據(jù)設(shè)定的初始姿態(tài)和角速度，或根據(jù)衛(wèi)星飛行軌跡和成像區(qū)域范圍， 自動計算恒角速度或恒線速度模式下敏捷成像的姿態(tài)機動角度，并進行偏流角校正。
[0042] 具體地，步驟103具體可以包括以下步驟：
[0043] 步驟1031，對于恒角速度姿態(tài)機動模式，在給定初始姿態(tài)（pitch。，roll。，yaw。）及 角速度（vpitch，vroll，vyaw)情況下，逐幀計算成像時刻的姿態(tài)機動角。
[0044] 具體地，對于恒角速度姿態(tài)機動模式，在給定初始姿態(tài)（pitch。，roll。，yaw。）及角 速度（vpitch，vroll，vyaw)情況下，計算成像幀頻At，得到第i幀圖像成像時刻的姿態(tài)機 動角（角速度為〇時，為普通成像模式）；
[0045] pitch;= pitch o+vpitch* Δ t* (i_l)
[0046] !Tolli= roll 0+v;roll* Δ t* (i_l) (I)
[0047] yaw；= yaw 〇+vyaw* Δ t* (i~l)
[0048] 步驟1032,對于恒線速度姿態(tài)機動模式，根據(jù)衛(wèi)星飛行軌跡和目標(biāo)成像區(qū)域的起 止經(jīng)煒度坐標(biāo)，計算成像姿態(tài)機動角；
[0049] a.定義姿態(tài)機動坐標(biāo)系及轉(zhuǎn)序，衛(wèi)星姿態(tài)機動成像時采用俯仰（pitch角）和側(cè)擺 (roll角）成像（機動成像時對偏航角yaw的轉(zhuǎn)動沒有要求，且值不唯一，這里假設(shè)偏航角 不發(fā)生變化）；
[0050] 具體地，默認(rèn)衛(wèi)星正常飛行時為下視成像，像空間坐標(biāo)系與本體坐標(biāo)系三軸重合， 像空間坐標(biāo)系Z軸單位矢量為[0, 0, 1]τ;設(shè)定姿態(tài)轉(zhuǎn)序為213轉(zhuǎn)序，衛(wèi)星姿態(tài)機動成像時先 俯仰（pitch角）后側(cè)擺（roll角）（機動成像時對偏航角yaw的轉(zhuǎn)動沒有要求，且值不唯 一，這里假設(shè)偏航角不發(fā)生變化）；
[0051] b.由該區(qū)域成像總時間、成像序列幀頻及目標(biāo)成像區(qū)域的起止經(jīng)煒度坐標(biāo)，在平 面投影坐標(biāo)系下計算攝影點移動步長及每一成像時刻攝影點平面坐標(biāo)，繼而得到對應(yīng)的地 面攝影點坐標(biāo)（Lon, Lat);
[0052] 具體地，根據(jù)目標(biāo)成像區(qū)域的起止經(jīng)煒度坐標(biāo)（StartLon, StartLat)和 (EndLon, EndLat)(起止坐標(biāo)相同時為凝視成像），計算其對應(yīng)的平面投影坐標(biāo) (StartX, StartY)和（EndX, EndY)，由該區(qū)域成像總時間和成像序列幀頻，計算成像序列總 幀數(shù)N，得到攝影點移動步長StepX、StepY和第i (i = 1，2,…，N)幀仿真圖像的地面攝影 點坐標(biāo)（Xi，Yi);
[0053] StepX = (EndX-StartX) /N
[0054] StepY = (EndY-StanY) /N
[0055] Xi= StartX+StepX* (i_l) (2)
[0056] Yi= StartY+StepY* (i_l)
[0057] 將（Xi, Yi)轉(zhuǎn)換成經(jīng)韓度坐標(biāo)（Lon, Lat)。
[0058] c.由地面攝影點經(jīng)煒度坐標(biāo)，結(jié)合DEM數(shù)據(jù)，得到成像目標(biāo)在地理坐標(biāo)系中的坐 標(biāo)（Lon, Lat, H)，轉(zhuǎn)換到像空間坐標(biāo)系下坐標(biāo)（XtdYtdZtc);
[0059] 具體地，由地面攝影點經(jīng)煒度坐標(biāo)（Lon，Lat)，結(jié)合DEM數(shù)據(jù)，得到成像目標(biāo)在地 理坐標(biāo)系中的坐標(biāo)（Lon, Lat, H)，經(jīng)由WGS84坐標(biāo)系、J2000坐標(biāo)系、軌道坐標(biāo)系、本體坐標(biāo) 系、轉(zhuǎn)換到像空間坐標(biāo)系下坐標(biāo)（XtdY tdZtc);
[0060] d.根據(jù)某一成像時刻衛(wèi)星在像空間坐標(biāo)系中的坐標(biāo)（H，Zsc)，計算衛(wèi)星姿態(tài) 機動后指向目標(biāo)地物的矢量在像空間坐標(biāo)系中的單位矢量t N ;
[0061] 具體地，設(shè)某一時刻衛(wèi)星在像空間坐標(biāo)系中的坐標(biāo)是（Xse，Yse，Z se)，衛(wèi)星姿態(tài)機動 后指向目標(biāo)地物的矢量在像空間坐標(biāo)系中表示為Z'，有：
[0062]
(3)
[0063] 則單位矢量為 Z' N= Z' /I |Z' I I ;
[0064] e.計算姿態(tài)機動旋轉(zhuǎn)矩陣，并根據(jù)轉(zhuǎn)序計算姿態(tài)機動俯仰角pitch和側(cè)擺角 roll ；
[0065] 如（a)中設(shè)定條件，姿態(tài)機動應(yīng)滿足條件：
[0066]
(4)
[0067] 其中Rroll，Rpiteh分別為繞X軸、Y軸的旋轉(zhuǎn)矩陣，
[0068] (5)
[0069] (6)
[0070] 由此可得
[0071] roll = atari (r21/r31) (7)
[0072]
(^)
[0073] roll和pitch即為衛(wèi)星對目標(biāo)成像時的姿態(tài)機動側(cè)擺角和俯仰角。
[0074] 步驟1033,根據(jù)衛(wèi)星軌道數(shù)據(jù)及相機參數(shù)，計算偏流角改正值，將其加在偏航角 yaw上，輸出姿態(tài)序列。
[0075] 具體地，根據(jù)衛(wèi)星軌道數(shù)據(jù)及相機參數(shù)，計算攝影點地速方向與衛(wèi)星飛行方向的 夾角，即偏流角改正值，將其加在偏航角yaw上，輸出姿態(tài)序列。
[0076] 步驟104,根據(jù)衛(wèi)星運動軌跡、姿態(tài)數(shù)據(jù)及相機設(shè)計參數(shù)，高精度DOM數(shù)據(jù)以及對 應(yīng)范圍內(nèi)的DEM數(shù)據(jù)，仿真生成理想敏捷成像序列影像及對應(yīng)的均勻地面格網(wǎng)點坐標(biāo)文 件。
[0077] 具體地，可以包括以下步驟：
[0078] 步驟1041，構(gòu)建敏捷成像嚴(yán)格幾何模型，建立像方均勻格網(wǎng)，并根據(jù)共線方程的原 理計算對應(yīng)的地面格網(wǎng)點坐標(biāo)，生成理想地面格網(wǎng)點坐標(biāo)文件；
[0079] a.解析待仿真成像時間序列及對應(yīng)的軌道、姿態(tài)序列；
[0080] b.解析待仿真載荷的內(nèi)外參數(shù)、曝光時間等載荷相關(guān)信息，內(nèi)參數(shù)包含面陣相機 傳感器大小、探元尺寸、焦距等，外參數(shù)為像空間坐標(biāo)系到本體坐標(biāo)系的旋轉(zhuǎn)矩陣ReB;并可 由相機內(nèi)參數(shù)計算得到面陣相機四個角點的探元指向角。
[0081] c.建立像方均勻格網(wǎng)，根據(jù)共線方程的原理，利用軌道、姿態(tài)數(shù)據(jù)構(gòu)建每一個像方 格網(wǎng)點（X，y)的嚴(yán)格成像幾何模型，根據(jù)給定的初始高程值，得到其對應(yīng)物方點的WGS84坐 標(biāo)，如下所示：
[0082]
(9)
[0083] 其中：
[0084] θ χ、Θ及別為某探元指向角在像空間坐標(biāo)系X軸、Y軸方向的分量；
[0085] [Xs，Ys，Zs]為該時刻衛(wèi)星在WGS84坐標(biāo)系下的坐標(biāo)，即衛(wèi)星當(dāng)前位置（P x，PY，Pz);
[0086] [XA，YA，ZJ為某像元對應(yīng)的地面目標(biāo)點在WGS84坐標(biāo)系下的坐標(biāo)；
[0087] λ為比例因子；
[0088] Rcb為像空間坐標(biāo)系到衛(wèi)星本體坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換矩陣，由相機安裝角計算得到；
[0089] Rb。為該時刻下衛(wèi)星本體坐標(biāo)系到衛(wèi)星軌道坐標(biāo)系的旋轉(zhuǎn)矩陣，由輸入的姿態(tài)角文 件得到；
[0090] RwS該時刻下衛(wèi)星軌道坐標(biāo)系到J2000. 0坐標(biāo)系的旋轉(zhuǎn)矩陣，由升交點赤經(jīng)、軌 道傾角、幅角等構(gòu)成；
[0091] Riw為該時刻下J2000. 0坐標(biāo)系到WGS84坐標(biāo)系的旋轉(zhuǎn)矩陣，需進行歲差改正、章 動改正、格林尼治恒星時改正和極移改正；
[0092] 然后將物方點坐標(biāo)（XA，YA，Za)轉(zhuǎn)到地理坐標(biāo)系下，得到初始地理坐標(biāo) (Lon A，LatA, Ha) 〇
[0093] d.在DEM數(shù)據(jù)上取該點（LonA，LatA)的高程值HA'，代入公式（9)進行迭代計算， 直到兩次迭代的高差小于高差閾值或迭代次數(shù)大于迭代閾值時，終止迭代，逐格網(wǎng)點計算 地理坐標(biāo)，得到理想地面格網(wǎng)點坐標(biāo)文件Ideal GeoGrid ;
[0094] 步驟1042,根據(jù)高精度DOM和DEM數(shù)據(jù)，采用分塊多線程處理，讀取DOM數(shù)據(jù)中相 應(yīng)位置的紋理信息，通過灰度插值得到理想仿真圖像。
[0095] a.根據(jù)待仿真圖像大小，對數(shù)據(jù)進行分塊，分配給多個線程并行執(zhí)行；
[0096] b.根據(jù)步驟101中所述方法建立嚴(yán)格成像幾何模型，計算待仿真數(shù)據(jù)塊四個角點 的地理坐標(biāo)；
[0097] c.根據(jù)四角點坐標(biāo)解析相應(yīng)范圍內(nèi)的