一种星载激光测距仪姿态的确定方法及误差分析

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1、航天返回与遥感第36卷第3期86SPACECRAFTRECOVERY&REMOTESENSING2015年6月一种星载激光测距仪姿态的确定方法及误差分析邓永涛李旭颜凡江（北京空间机电研究所，北京100094）摘要激光测距仪与立体测绘相机在对地目标定位方面具有较强的互补性，将两者结合可以获取较高的地面目标三维定位精度。利用激光测距仪辅助立体测绘相机实现全球大比例尺无控测图是当今测绘卫星的发展方向。激光测距仪的定位精度主要受俯仰角和侧摆角的影响，由于失重、热交变、微振动等外界环境的影响以及激光器发射激光束存在自身抖动，星载激光

2、测距仪的激光出射方向是不断变化的。为实现高精度地面目标定位，满足大比例尺测绘需求，需要对激光出射方向进行精确测量。文章提出了一种基于足印记录相机的激光测距仪姿态确定方法，该方法采用足印记录相机、地相机图像联合处理的技术，解决了激光测距仪姿态角和激光指向高精度确定问题。通过误差分析，该方法能够满足1︰10000比例尺定位精度的要求。关键词星载激光测距仪定位精度姿态确定误差分析测绘卫星中图分类号:V474.2文献标志码:A文章编号:1009-8518(2015)03-0086-06DOI:10.3969/j.issn.1009

3、-8518.2015.03.012AttitudeDeterminationMethodandErrorAnalysisofSpace-borneLaserRangeFinderDENGYongtaoLIXuYANFanjiang（BeijingInstituteofSpaceMechanics&Electricity,Beijing100094,China）AbstractBecausethehighcomplementarityoflaserrangefinderandtridimensionalmappingcame

4、rainthefieldofspace-to-groundorientation,thecombinationofthemcanobtainhighprecisionofthegroundtargetthree-dimensionalorientation.Nowadays,itisthedevelopingdirectionofmappingsatellitethatlaserrangefinderassiststhetridimensionalmappingcameratorealizethegloballarge-s

5、calemeasurementwithoutcontrolling.Thepositionprecisionismainlyaffectedbythepitchingangleandstrollangle.Thelasertransmittingdirectionofspace-bornelaserrangefinderisvariableduetothejitteringoflaseritselfandenvironmentinfluencesuchaszerogravity,thermalcyclingandmicro

6、-vibration.Torealizehighprecisiontargetorientationandmeetthelarge-scalemappingrequirement,itisnecessarytomeasurethelasertransmittingdirectionprecisely.Anattitudedeterminationmethodofthespace-bornelaserrangefinderisdesigned,basedonfootprintrecordingcamera.Thismetho

7、dutilizesacombinedprocessingtechnologyoffootprintrecordingcameraandgroundcamera,tosolvethehighlyprecisedeterminationproblemofattitudeangleandlaserpointing.Thismethodcanmeettherequirementof1︰10000scalepositionaccuracy.Keywordsspace-bornelaserrangefinder;positioning

8、accuracy;attitudedetermination;erroranalysis;cartographicsatellite收稿日期：2015-03-07第3期邓永涛等:一种星载激光测距仪姿态的确定方法及误差分析870引言卫星摄影测量立体测绘，一般是通过地面控制点和卫星遥感影像中的同名关系进行空