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【发明授权】一种快响SAR卫星大斜视姿态机动方法_西安空间无线电技术研究所_201910446779.2 

申请/专利权人:西安空间无线电技术研究所

申请日:2019-05-27

公开(公告)日:2021-02-09

公开(公告)号:CN110208797B

主分类号:G01S13/90(20060101)

分类号:G01S13/90(20060101)

优先权:

专利状态码:有效-授权

法律状态:2021.02.09#授权;2019.10.08#实质审查的生效;2019.09.06#公开

摘要:一种快响SAR卫星大斜视姿态机动方法,步骤如下:1确定场景中心与卫星相对速度为零的时刻;2计算斜视观测中心时刻、斜视观测中心时刻卫星在地心固定坐标系中的位置矢量和速度矢量;3计算斜视观测的成像起始时刻和结束时刻;4计算斜视观测中心时刻卫星姿态机动参数;5在斜视观测起始至结束时间范围内,卫星均按照斜视观测中心时刻姿态机动参数进行机动;6预留波束在卫星本体坐标系中距离角和方位角上注接口,根据在轨后波束指向定标值修正波束指向。本发明保证快响SAR卫星大斜视观测时天线波束精确指向目标,同时距离向各采样点多普勒频率变化满足成像需求。

主权项:1.一种快响SAR卫星大斜视姿态机动方法,其特征在于包括如下步骤:1根据目标场景中心在地心固定坐标系中的位置矢量、过场景轨道段卫星时刻、过场景轨道段卫星在地心固定坐标系中的位置和速度矢量确定场景中心与卫星相对速度为零的时刻;2根据场景中心与卫星相对速度为零时刻和成像需求斜视角计算斜视观测中心时刻、斜视观测中心时刻卫星在地心固定坐标系中的位置矢量和速度矢量;3根据斜视观测中心时刻、斜视观测中心时刻卫星在地心固定坐标系中位置速度矢量、场景中心在地心固定坐标系中位置矢量、波束方位宽度和成像方位幅宽计算斜视观测的成像起始时刻和结束时刻;4根据斜视观测中心时刻、斜视观测中心时刻卫星在地心固定坐标系中位置速度矢量、场景中心在地心固定坐标系中位置矢量、波束指向距离方位角和姿态转序计算斜视观测中心时刻卫星姿态机动参数;5在斜视观测起始至结束时间范围内,卫星均按照斜视观测中心时刻姿态机动参数进行机动;6预留波束在卫星本体坐标系中距离角和方位角上注接口,根据在轨后波束指向定标值修正波束指向;所述根据目标场景中心在地心固定坐标系中的位置矢量、过场景轨道段卫星时刻、过场景轨道段卫星在地心固定坐标系中的位置和速度矢量确定场景中心与卫星相对速度为零的时刻Ts,具体步骤如下:设场景中心在地心固定坐标系中位置矢量为Rt,在过场景轨道段的各卫星时刻中存在一个时刻Ts使得场景中心与卫星的相对速度将时刻Ts记为场景中心与卫星的相对速度零时刻,其中Rs与Vs分别为此时刻卫星在地心固定坐标系中位置矢量和速度矢量,Rst为此时刻卫星与场景中心的距离;所述根据场景中心与卫星相对速度为零的时刻Ts和成像需求斜视角计算斜视观测中心时刻Tsquit0、斜视观测中心时刻卫星在地心固定坐标系中位置矢量Rs_squint0和速度矢量Vs_squint0,具体步骤如下:设平台俯仰向前视或后视最大机动能力对应的时间为ΔTmax,在卫星可机动成像时间范围[Ts-ΔTmax,Ts+ΔTmax]内,存在一个卫星时刻Tsquit0使得此时刻卫星指向场景中心的斜视角为成像需求斜视角即满足Rs_squint0为此时刻卫星在地心固定坐标系中位置矢量,Vs_squint0为此时刻卫星在地心固定坐标系中速度矢量;根据斜视观测中心时刻Tsquit0、斜视观测中心时刻卫星在地心固定坐标系中位置矢量Rs_squint0和速度矢量Vs_squint0、场景中心在地心固定坐标系中位置矢量Rt、波束方位宽度θbw和成像方位幅宽Laz,计算得到斜视观测的成像起始时刻Tstart=Tsquit0-0.5Timage和结束时刻Tend=Tsquit0+0.5Timage,其中为斜视观测成像时长,为斜视观测中心时刻波束足迹速度,为斜视观测中心时刻场景中心地心张角,Rst_squint0=|Rt-Rs_squint0|为斜视观测中心时刻卫星与场景中心的距离;根据斜视观测中心时刻Tsquit0、斜视观测中心时刻卫星在地心固定坐标系中位置矢量Rs_squint0和速度矢量Vs_squint0、场景中心在地心固定坐标系中位置矢量Rt、波束指向距离角θel和方位角θaz、以及姿态转序1-2-3,计算斜视观测中心时刻Tsquit0卫星姿态机动参数横滚角roll、俯仰角pitch和偏航角yaw,步骤如下:首先,确立斜视观测中心时刻天线波束坐标系三轴在地心固定坐标系中的指向模型,将斜视观测中心时刻天线波束坐标系Zbeam轴指向场景中心即同时约定天线波束坐标系的Ybeam轴指向为天线波束坐标系Zbeam和卫星速度矢量所在平面的法线方向即其中,天线波束坐标系的Xbeam轴满足右手坐标系法则即其次,根据波束在卫星本体坐标系内的距离角θel和方位角θaz,确定卫星本体坐标系Xb轴在地心固定坐标系中的指向为Xb=Xbeamcosθaz-Ybeamsinθazsinθtemp+Zbeamsinθazcosθtemp,卫星本体坐标系Yb轴在地心固定坐标系中的指向为Yb=Ybeamcosθtemp+Zbeamsinθtemp,卫星本体坐标系Zb轴在地心固定坐标系中的指向为Zb=-Xbeamsinθaz-Ybeamcosθazsinθtemp+Zbeamcosθazcosθtemp,其中θtemp=arctantanθelcosθaz为定义辅助计算的临时角;最后,根据斜视观测中心时刻地心固定坐标系中卫星位置矢量Rs_squint0、速度矢量Vs_squint0和姿控转序1-2-3计算姿态机动参数横滚角roll=arcsin-Matti3,2cospitch、俯仰角pitch=arcsinMatti3,1和偏航角yaw=arcsin-Matti2,1cospitch,其中,Matti=[Me2oXbMe2oYbMe2oZb]T为姿态矩阵,为地心固定坐标系至卫星轨道坐标系的转换矩阵,和为临时辅助计算变量,Rs_squint0和Vs_squint0均为行矢量。

全文数据:一种快响SAR卫星大斜视姿态机动方法技术领域本发明属于空间微波遥感技术领域,涉及一种快响SAR卫星大斜视姿态机动方法。背景技术为提升星载SAR对军事目标的观测效率和鉴别能力,需要对军事目标进行左右侧视单轨内的前视至后视范围内多次多角度观测成像。如果利用相位扫描的方式来实现左右侧视单轨内的前后视波束扫描,则需要数目巨大的TR模块、馈电网络以及热控网络等,以保证天线波束扫描期间的电性能。然而,这些TR单元及网络将极大地增加整星的重量、功耗以及研制成本。通过快响SAR卫星机动的方式来带动天线波束扫描,则可有效避免以上问题,但对快响SAR卫星将提出非常精确的控制需求,否则卫星的姿态偏差将直接导致波束指向的偏差,降低军事目标的观测效率,加大斜视SAR图像处理复杂度。发明内容本发明解决的技术问题是:克服现有技术的不足,提供了一种快响SAR卫星大斜视姿态机动方法,保证快响SAR卫星大斜视观测时天线波束精确指向目标,同时距离向各采样点多普勒频率变化满足成像需求。本发明的技术方案是:一种快响SAR卫星大斜视姿态机动方法,包括如下步骤:1根据目标场景中心在地心固定坐标系中的位置矢量、过场景轨道段卫星时刻、过场景轨道段卫星在地心固定坐标系中的位置和速度矢量确定场景中心与卫星相对速度为零的时刻;2根据场景中心与卫星相对速度为零时刻和成像需求斜视角计算斜视观测中心时刻、斜视观测中心时刻卫星在地心固定坐标系中的位置矢量和速度矢量;3根据斜视观测中心时刻、斜视观测中心时刻卫星在地心固定坐标系中位置速度矢量、场景中心在地心固定坐标系中位置矢量、波束方位宽度和成像方位幅宽计算斜视观测的成像起始时刻和结束时刻;4根据斜视观测中心时刻、斜视观测中心时刻卫星在地心固定坐标系中位置速度矢量、场景中心在地心固定坐标系中位置矢量、波束指向距离方位角和姿态转序计算斜视观测中心时刻卫星姿态机动参数;5在斜视观测起始至结束时间范围内,卫星均按照斜视观测中心时刻姿态机动参数进行机动;6预留波束在卫星本体坐标系中距离角和方位角上注接口,根据在轨后波束指向定标值修正波束指向。所述根据目标场景中心在地心固定坐标系中的位置矢量、过场景轨道段卫星时刻、过场景轨道段卫星在地心固定坐标系中的位置和速度矢量确定场景中心与卫星相对速度为零的时刻Ts,具体步骤如下:设场景中心在地心固定坐标系中位置矢量为Rt,在过场景轨道段的各卫星时刻中存在一个时刻Ts使得场景中心与卫星的相对速度将时刻Ts记为场景中心与卫星的相对速度零时刻,其中Rs与Vs分别为此时刻卫星在地心固定坐标系中位置矢量和速度矢量,Rst为此时刻卫星与场景中心的距离。所述根据场景中心与卫星相对速度为零的时刻Ts和成像需求斜视角计算斜视观测中心时刻Tsquit0、斜视观测中心时刻卫星在地心固定坐标系中位置矢量Rs_squint0和速度矢量Vs_squint0,具体步骤如下:设平台俯仰向前视或后视最大机动能力对应的时间为ΔTmax,在卫星可机动成像时间范围[Ts-ΔTmax,Ts+ΔTmax]内,存在一个卫星时刻Tsquit0使得此时刻卫星指向场景中心的斜视角为成像需求斜视角即满足Rs_squint0为此时刻卫星在地心固定坐标系中位置矢量,Vs_squint0为此时刻卫星在地心固定坐标系中速度矢量。根据斜视观测中心时刻Tsquit0、斜视观测中心时刻卫星在地心固定坐标系中位置矢量Rs_squint0和速度矢量Vs_squint0、场景中心在地心固定坐标系中位置矢量Rt、波束方位宽度θbw和成像方位幅宽Laz,计算得到斜视观测的成像起始时刻Tstart=Tsquit0-0.5Timage和结束时刻Tend=Tsquit0+0.5Timage,其中为斜视观测成像时长,为斜视观测中心时刻波束足迹速度,为斜视观测中心时刻场景中心地心张角,Rst_squint0=|Rt-Rs_squint0|为斜视观测中心时刻卫星与场景中心的距离。根据斜视观测中心时刻Tsquit0、斜视观测中心时刻卫星在地心固定坐标系中位置矢量Rs_squint0和速度矢量Vs_squint0、场景中心在地心固定坐标系中位置矢量Rt、波束指向距离角θel和方位角θaz、以及姿态转序1-2-3,计算斜视观测中心时刻Tsquit0卫星姿态机动参数横滚角roll、俯仰角pitch和偏航角yaw,步骤如下:首先,确立斜视观测中心时刻天线波束坐标系三轴在地心固定坐标系中的指向模型,将斜视观测中心时刻天线波束坐标系Zbeam轴指向场景中心即同时约定天线波束坐标系的Ybeam轴指向为天线波束坐标系Zbeam和卫星速度矢量所在平面的法线方向即其中,,天线波束坐标系的Xbeam轴满足右手坐标系法则即其次,根据波束在卫星本体坐标系内的距离角θel和方位角θaz,确定卫星本体坐标系Xb轴在地心固定坐标系中的指向为Xb=Xbeamcosθaz-Ybeamsinθazsinθtemp+Zbeamsinθazcosθtemp,卫星本体坐标系Yb轴在地心固定坐标系中的指向为Yb=Ybeamcosθtemp+Zbeamsinθtemp,卫星本体坐标系Zb轴在地心固定坐标系中的指向为Zb=-Xbeamsinθaz-Ybeamcosθazsinθtemp+Zbeamcosθazcosθtemp,其中θtemp=arctantanθelcosθaz为定义辅助计算的临时角。最后,根据斜视观测中心时刻地心固定坐标系中卫星位置矢量Rs_squint0、速度矢量Vs_squint0和姿控转序1-2-3计算姿态机动参数横滚角roll=arcsin-Matti3,2cospitch、俯仰角pitch=arcsinMatti3,1和偏航角yaw=arcsin-Matti2,1cospitch,其中,Matti=[Me2oXbMe2oYbMe2oZb]T为姿态矩阵,为地心固定坐标系至卫星轨道坐标系的转换矩阵,和为临时辅助计算变量,Rs_squint0和Vs_squint0均为行矢量。在斜视观测起始至结束时间范围内,卫星均按照斜视观测中心时刻姿态机动参数中横滚角roll、俯仰角pitch和偏航角yaw进行机动。预留波束在卫星本体坐标系中距离角θel和方位角θaz上注接口,根据在轨后波束指向定标值修正波束指向。本发明与现有技术相比的优点在于:1、与传统的相位扫描方法相比,本方法在不增加快响SAR载荷系统复杂度、重量以及功耗的情况下,通过快响SAR卫星平台的机械转动带动大口径天线进行大斜视条带波束扫描,就可实现左右侧视单轨内的前视至后视范围内多次多角度大斜视观测成像,并获取多次多角度高质量大斜视条带模式的SAR图像,提升了快响SAR卫星对军事目标的观测效率和鉴别能力。2、本文中的快响SAR卫星大斜视姿态机动方法,能够在多次多角度大斜视扫描过程中天线波束的峰值增益不会衰减,天线方向图不会出现畸变,始终保持方向图对称且无栅瓣的干扰,精确控制卫星姿态使得天线波束增益的最大值始终指向目标场景,降低大斜视SAR图像处理复杂度,保证前视至后视范围内各角度观测的SAR图像的信噪比的一致性。。3、算法逻辑简单,便于开发实现。参数计算获取速度快,适合单星在左右侧视单轨内多次多角度大斜视条带成像,同时可多星在轨自主规划组网,实现对军事目标的快速重访观测,以及运动目标的轨迹建立。附图说明图1为本发明快响SAR卫星大斜视姿态机动方法设计流程框图。图2为快响SAR卫星大斜视观测中心时刻与场景中心卫星相对速度零时刻关系示意图。图3为快响SAR卫星大斜视观测时间范围内波束扫描示意图。图4为地心固定坐标系下卫星本体坐标系三轴矢量至姿态机动参数转换框图。具体实施方式为保证快响SAR卫星大斜视观测时天线波束精确指向目标,同时距离向各采样点多普勒频率变化满足成像需求,本发明通过图1给出的流程进行设计:第一步根据目标场景中心在地心固定坐标系中的位置矢量、过场景轨道段卫星时刻、过场景轨道段卫星在地心固定坐标系中的位置速度矢量计算场景中心与卫星相对速度为零时刻;第二步根据场景中心与卫星相对速度为零时刻和成像需求斜视角计算斜视观测中心时刻、斜视观测中心时刻在地心固定坐标系中卫星位置矢量和速度矢量;第三步根据斜视观测中心时刻、斜视观测中心时刻卫星在地心固定坐标系中位置速度矢量、场景中心在地心固定坐标系中位置矢量、波束方位宽度和成像方位幅宽计算斜视观测的成像起始时刻和结束时刻;第四步根据斜视观测中心时刻、斜视观测中心时刻卫星在地心固定坐标系中位置速度矢量、场景中心在地心固定坐标系中位置矢量、波束指向距离方位角和姿态转序计算斜视观测中心时刻卫星姿态机动参数;第五步在斜视观测起始至结束时间范围内,卫星均按照斜视观测中心时刻姿态机动参数进行机动;第六步预留波束在卫星本体坐标系中距离角和方位角上注接口,根据在轨后波束指向定标值修正波束指向。。本方法的具体内容如下文所述:1根据场景中心在地心固定坐标系中的位置矢量、过场景轨道段卫星时刻、过场景轨道段卫星在地心固定坐标系中位置速度矢量确定场景中心与卫星相对速度为零时刻满足地心固定坐标系中场景中心与卫星相对速度计算公式1的结果为零的卫星时刻即为场景中心与卫星相对速度为零时刻Ts,如图2中卫星轨道中Ts位置处,对应地心固定坐标系中卫星位置三维坐标矢量为Rs和速度矢量Vs,Rst为场景中心与卫星相对速度为零时刻卫星与目标之间的距离。式中,Rt为地心固定坐标系中位置矢量。2根据场景中心与卫星相对速度零时刻和成像需求斜视角计算斜视观测成像中心时刻Tsquit0、斜视观测中心时刻在地心固定坐标系中卫星位置矢量Rs_squint0和速度矢量Vs_squint0确定搜索平台俯仰向最大机动能力范围内使得场景中心斜视角等于成像需求斜视角的卫星时刻:Tsearch=Ts-ΔTmax:Tspace:Ts+ΔTmax2式中,ΔTmax为平台俯仰向前视或后视最大机动能力对应时间,Tspace为搜索时间间隔。插值或轨道预告获得Tsearch时刻卫星位置矢量Rs_search和速度矢量Vs_search,则Tsearch时刻在地心固定坐标系中卫星至目标场景中心的指向矢量为:Rst_search=Rt-Rs_search3则Tsearch时刻卫星至目标场景中心指向的斜视角为:如图2所示卫星轨道中Tsquint0位置处,满足与输入成像需求斜视角偏差最小的Tsearch时刻,此时刻为斜视观测成像中心时刻Tsquint0、对应的地心固定坐标系中卫星位置矢量为Rs_squint0、对应的地心固定坐标系中卫星速度矢量为Vs_squint0。3根据斜视观测中心时刻、斜视观测中心时刻卫星在地心固定坐标系中位置速度矢量、场景中心在地心固定坐标系中位置矢量、波束方位宽度和成像方位幅宽计算斜视观测起始时刻和结束时刻在地心固定坐标系中斜视观测中心时刻的卫星位置至目标场景中心的距离为:Rst_squint0=|Rt-Rs_squint0|5在波束方位宽度θbw和斜视成像方位幅宽Laz下,斜视观测成像时长为:式中,为场景中心在斜视观测中心时刻的地心张角。如图3所示,卫星轨道中成像起始时刻Tstart和成像结束时刻Tend分别为:Tstart=Tsquint0-0.5Timage7Tstart=Tsquint0+0.5Timage84根据斜视观测中心时刻、斜视观测中心时刻卫星在地心固定坐标系中位置速度矢量、场景中心在地心固定坐标系中位置矢量、波束指向距离角和姿态转序计算斜视观测中心时刻卫星机动参数为了满足波束精确指向目标场景的需求,在地心固定坐标系中,将斜视观测中心时刻Tsquint0天线波束中心指向目标场景中心Rt,同时为使得波束距离向各回波采样点多普勒频率空变最小,约定天线波束坐标系的Ybeam指向为天线波束中心和卫星速度矢量所在平面的法线方向,天线波束坐标系的Xbeam指向满足右手坐标系法则,则地心固定坐标系中天线波束坐标系三轴指向模型为:式中,根据波束在卫星本体坐标系内的距离角和方位角卫星本体坐标系内的波束距离角和方位角已考虑发射前天线与卫星之间的安装偏差,确定卫星本体坐标系三轴指向在地心固定坐标系中的单位矢量为:式中,θaz为波束在卫星本体坐标系内XbZb平面内偏离Zb轴的方位角,θel为波束在卫星本体坐标系内YbZb平面内偏离Zb轴的距离角,定义辅助计算的临时角θtemp=arctantanθelcosθaz。根据斜视观测中心时刻地心固定坐标系中卫星位置矢量、速度矢量和姿控转序,按照图4所示将地心固定坐标系中卫星本体坐标系三轴矢量转换为姿态机动参数供姿控分系统使用。根据斜视观测中心时刻地心固定坐标系中卫星位置矢量、速度矢量计算可得地心固定坐标系至卫星轨道坐标系的转换矩阵为:式中,Rs_squint0和Vs_squint0均为行矢量,Rs_squint01为地心固定坐标系中矢量Rs_squint0的X轴分量,Rs_squint02为地心固定坐标系中矢量Rs_squint0的Y轴分量。卫星轨道坐标系中卫星本体坐标系三轴矢量分别为:Xbo=Me2oXbYbo=Me2oYbZbo=Me2oZb12式中,Xb,Yb,Zb均为列矢量。则卫星轨道坐标系中卫星本体坐标系三轴矢量可得姿态矩阵为:Matti=[XboYboZbo]T13如1-2-3转序下机动参数横滚、俯仰、偏航角分别为:roll=arcsin-Matti3,2cospitch14pitch=arcsinMatti3,115yaw=arcsin-Matti2,1cospitch165在斜视观测起始至结束时间范围内,卫星均按照斜视观测中心时刻姿态机动参数进行机动在轨斜视成像时间范围Tstart~Tend内,卫星按照公式14~公式16所示的横滚角、俯仰角、偏航角机动可实现大斜视条带观测成像,整个成像时间范围内横滚角、俯仰角和偏航角是不变的相应姿态角速度为0,整个成像时间范围内快响SAR卫星大斜视波束扫过目标场景示意如图3所示。6预留波束在卫星本体坐标系中距离角和方位角上注接口,根据在轨后波束指向定标值修正波束指向。同时为了修正发射振荡、环境变化引起的波束指向偏差,预留波束在卫星本体坐标系中的距离角和方位角上注接口,在轨定期更新为地面定标值。本发明未详细说明部分属本领域技术人员公知常识。

权利要求:1.一种快响SAR卫星大斜视姿态机动方法,其特征在于包括如下步骤:1根据目标场景中心在地心固定坐标系中的位置矢量、过场景轨道段卫星时刻、过场景轨道段卫星在地心固定坐标系中的位置和速度矢量确定场景中心与卫星相对速度为零的时刻;2根据场景中心与卫星相对速度为零时刻和成像需求斜视角计算斜视观测中心时刻、斜视观测中心时刻卫星在地心固定坐标系中的位置矢量和速度矢量;3根据斜视观测中心时刻、斜视观测中心时刻卫星在地心固定坐标系中位置速度矢量、场景中心在地心固定坐标系中位置矢量、波束方位宽度和成像方位幅宽计算斜视观测的成像起始时刻和结束时刻;4根据斜视观测中心时刻、斜视观测中心时刻卫星在地心固定坐标系中位置速度矢量、场景中心在地心固定坐标系中位置矢量、波束指向距离方位角和姿态转序计算斜视观测中心时刻卫星姿态机动参数;5在斜视观测起始至结束时间范围内,卫星均按照斜视观测中心时刻姿态机动参数进行机动;6预留波束在卫星本体坐标系中距离角和方位角上注接口,根据在轨后波束指向定标值修正波束指向。2.根据权利要求1所述的一种快响SAR卫星大斜视姿态机动方法,其特征在于:所述根据目标场景中心在地心固定坐标系中的位置矢量、过场景轨道段卫星时刻、过场景轨道段卫星在地心固定坐标系中的位置和速度矢量确定场景中心与卫星相对速度为零的时刻Ts,具体步骤如下:设场景中心在地心固定坐标系中位置矢量为Rt,在过场景轨道段的各卫星时刻中存在一个时刻Ts使得场景中心与卫星的相对速度将时刻Ts记为场景中心与卫星的相对速度零时刻,其中Rs与Vs分别为此时刻卫星在地心固定坐标系中位置矢量和速度矢量,Rst为此时刻卫星与场景中心的距离。3.根据权利要求2所述的一种快响SAR卫星大斜视姿态机动方法,其特征在于:所述根据场景中心与卫星相对速度为零的时刻Ts和成像需求斜视角计算斜视观测中心时刻Tsquit0、斜视观测中心时刻卫星在地心固定坐标系中位置矢量Rs_squint0和速度矢量Vs_squint0,具体步骤如下:设平台俯仰向前视或后视最大机动能力对应的时间为ΔTmax,在卫星可机动成像时间范围[Ts-ΔTmax,Ts+ΔTmax]内,存在一个卫星时刻Tsquit0使得此时刻卫星指向场景中心的斜视角为成像需求斜视角即满足Rs_squint0为此时刻卫星在地心固定坐标系中位置矢量,Vs_squint0为此时刻卫星在地心固定坐标系中速度矢量。4.根据权利要求3所述的一种快响SAR卫星大斜视姿态机动方法,其特征在于:根据斜视观测中心时刻Tsquit0、斜视观测中心时刻卫星在地心固定坐标系中位置矢量Rs_squint0和速度矢量Vs_squint0、场景中心在地心固定坐标系中位置矢量Rt、波束方位宽度θbw和成像方位幅宽Laz,计算得到斜视观测的成像起始时刻Tstart=Tsquit0-0.5Timage和结束时刻Tend=Tsquit0+0.5Timage,其中为斜视观测成像时长,为斜视观测中心时刻波束足迹速度,为斜视观测中心时刻场景中心地心张角,Rst_squint0=|Rt-Rs_squint0|为斜视观测中心时刻卫星与场景中心的距离。5.根据权利要求4所述的一种快响SAR卫星大斜视姿态机动方法,其特征在于:根据斜视观测中心时刻Tsquit0、斜视观测中心时刻卫星在地心固定坐标系中位置矢量Rs_squint0和速度矢量Vs_squint0、场景中心在地心固定坐标系中位置矢量Rt、波束指向距离角θel和方位角θaz、以及姿态转序1-2-3,计算斜视观测中心时刻Tsquit0卫星姿态机动参数横滚角roll、俯仰角pitch和偏航角yaw,步骤如下:首先,确立斜视观测中心时刻天线波束坐标系三轴在地心固定坐标系中的指向模型,将斜视观测中心时刻天线波束坐标系Zbeam轴指向场景中心即同时约定天线波束坐标系的Ybeam轴指向为天线波束坐标系Zbeam和卫星速度矢量所在平面的法线方向即其中,天线波束坐标系的Xbeam轴满足右手坐标系法则即其次,根据波束在卫星本体坐标系内的距离角θel和方位角θaz,确定卫星本体坐标系Xb轴在地心固定坐标系中的指向为Xb=Xbeamcosθaz-Ybeamsinθazsinθtemp+Zbeamsinθazcosθtemp,卫星本体坐标系Yb轴在地心固定坐标系中的指向为Yb=Ybeamcosθtemp+Zbeamsinθtemp,卫星本体坐标系Zb轴在地心固定坐标系中的指向为Zb=-Xbeamsinθaz-Ybeamcosθazsinθtemp+Zbeamcosθazcosθtemp,其中θtemp=arctantanθelcosθaz为定义辅助计算的临时角。最后,根据斜视观测中心时刻地心固定坐标系中卫星位置矢量Rs_squint0、速度矢量Vs_squint0和姿控转序1-2-3计算姿态机动参数横滚角roll=arcsin-Matti3,2cospitch、俯仰角pitch=arcsinMatti3,1和偏航角yaw=arcsin-Matti2,1cospitch,其中,Matti=[Me2oXbMe2oYbMe2oZb]T为姿态矩阵,为地心固定坐标系至卫星轨道坐标系的转换矩阵,和为临时辅助计算变量,Rs_squint0和Vs_squint0均为行矢量。6.根据权利要求1所述的一种快响SAR卫星大斜视姿态机动方法,其特征在于:在斜视观测起始至结束时间范围内,卫星均按照斜视观测中心时刻姿态机动参数中横滚角roll、俯仰角pitch和偏航角yaw进行机动。7.根据权利要求1所述的一种快响SAR卫星大斜视姿态机动方法,其特征在于:预留波束在卫星本体坐标系中距离角θel和方位角θaz上注接口,根据在轨后波束指向定标值修正波束指向。

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