掌握背景在椭圆轨道红外监视平台成像特性是开展红外图像数据处理的基础。首先，构建了椭圆轨道红外监视平台的几何投影模型和信号传递模型，给出了红外传感器的成像模型；其次，分析了平台姿态、背景本体相对运动、卫星轨道等因素对背景成像特性的影响，并推导给出了相关数学影响模型；最后，通过仿真试验验证了数学推导模型的正确性，并给出了背景成像特性的综合仿真结果。分析结果表明：椭圆轨道红外监视平台探测图像中，背景呈现出了新特性，对红外图像数据处理提出了新要求。
红外成像特性 成像模型 椭圆轨道 天基红外系统 infrared imaging characteristic imaging model elliptical orbit space based infrared system 红外与激光工程
2016, 45(3): 0326001
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所 小卫星技术国家地方联合工程研究中心，吉林 长春 130033
2 西安测绘研究所，陕西 西安 710054
3 中国科学院大学，北京 100039
针对椭圆轨道卫星地心距和前进速度时刻变化对航天时间延迟积分(TDI) CCD相机成像的影响，提出了一种矢量映射分析方法来计算椭圆轨道时变的像移速度矢量。通过建立不同的坐标系，将椭圆轨道卫星在轨运行速度和地物随地球自转的线速度映射至TDI CCD相机像面坐标系。以某临界回归椭圆轨道为例，计算了影响航天TDI CCD相机成像的像移速度矢量和数据读出频率。最后，利用小卫星姿态控制系统半物理仿真平台和TDI CCD原理样机对提出的像移速度矢量映射分析方法进行了实验验证。结果表明：临界回归椭圆轨道一个周期内，参数按照等比缩放原则配置时，对应的偏流角、像移速度矢量和靶标移动速度分别为-3.76~3.22(°)、0.1673~0.72 mm/s和19.12~82.24 pixel/s，获取的图像能够满足1~2 peixl的目标分辨率。实验结果说明，用提出的方法计算像移速度矢量结果准确，可为椭圆轨道航天TDI CCD相机成像匹配提供可靠依据。
椭圆轨道 时间延迟积分CCD相机 像移速度矢量 矢量映射 数据读出频率 elliptical orbit Time Delay Integration CCD camera image motion velocity vector vector map data readout frequency
1 中国科学院,长春光学精密机械与物理研究所,吉林,长春,130033
2 中国科学院,研究生院,北京,100039
为提高椭圆参考轨道编队的精度,研究了一种无摄动椭圆参考轨道的卫星编队飞行设计方法.本方法是在RAC坐标系下研究两星相对运动问题.利用RAC坐标系下的敏感矩阵,将轨道根数差与从星的RAC坐标建立联系,从而推导出椭圆轨道编队设计算法.利用此算法设计出3种主从形式的编队队形,分别是沿轨编队、穿轨编队和同轨迹编队.仿真验证表明,沿轨编队的位置、速度误差均为0;穿轨编队被证明为不符合实际的编队队形;而同轨迹编队的位置误差控制在毫米量级,速度误差控制在毫米/秒量级.利用本方法设计的编队轨道精度很高,可以满足当前编队飞行任务的要求.
编队飞行 椭圆轨道 轨道设计
