INR系统用于静止轨道高姿态精度卫星的分析

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1、第22卷第1期航天器工程VQl．22N。．12013年2月SPACECRAFTENGINEERING93INR系统用于静止轨道高姿态精度卫星的分析孙晓峰裴胜伟李新刚(中国空间技术研究院，北京100094)摘要图像导航与配准(INR)系统是气象卫星的一项核心技术，INR采用系统分析的方法保证了卫星成像设备的指向精度和稳定性。文章介绍了INR的概念和主要处理过程，对INR系统的扰动源分析和技术方法进行了简要描述。结合天基红外高轨卫星、高分辨率成像卫星和激光通信卫星等高姿态精度卫星的系统组成和栽荷技术特点，分析了INR技术

2、方法在这些卫星上应用的可行性，并根据这三类卫星的载荷特点提出了INR具体应用的适应性修改，可以为卫星任务分析、系统设计提供参考和借鉴。关键词图像导航与配准系统；高姿态精度；天基红外高轨卫星；高分辨率成像卫星；激光通信卫星中图分类号：V474．2文献标志码：ADOI：10，3969／j，issn．1673—8748．2013．01．018ApplicationAnalysisofINRonGEOSatelliteswithHiAttitudeAccuracySUNXiaofengPEIShengweiLIXingang

3、(ChinaAcademyofSpaceTechnology，Beijing100094，China)Abstract：ImageNavigationandRegistration(INR)systemisoneofthemeteorologicalsatellitecoretechnologies．INRensuresthepointingaccuracyandthestabilityofimagingdevice．Inthispaper，theconceptandtheprocessofINRareintrodu

4、ced，andtheanalysismethodsofsystemdisturbingsourceandthetechnicalmethodsofINRaredescribed．Thesatellitesystemsandpay—loadsareintroducedincludingSBIRS—Highsatellite，highresolutionimagingsatelliteandlasercommunicationsatellite，andthentheapplicationsofINRonthesesate

5、llitesareanalysed．INRisrevisedaccordingtothepayloadscharacteristic．Thepapercanprovideareferenceforsatellitesystemdesignandmissionanalysis．Keywords：INR；highattitudeaccuracy；SBIRS—Highsatellite；highresolutionimagingsatellite；1aserrommunicationssatellite1概述图像导航与配准

6、(ImageNavigationandRegis—tration，INR)系统，作为美国“地球静止环境业务卫星”(GOES)系列‘1

7、、中国风云一4(FY一4)卫星‘23及欧洲航天局“第三代气象卫星”(MTG)La]等的核心技术，在气象卫星上得到了广泛的应用。INR通过对卫星系统的扰动源分析并采取相应措施，使气象卫星的成像设备具有较高的指向精度和稳定性，从而减小了像素与实际地理坐标之间的误差。而INR系统对影响卫星姿态精度的各种扰动因素分析以及所采取的技术方法，如，图像运动补偿(IMC)、动态运动补偿(DMC)、设备

8、系统误差补偿(ISEC)，对其它类型的成像卫星、光学通信卫星也有着重要的借鉴作用。收稿日期：2012—0503；修回日期：2013一01—10作者简介：孙晓峰(1978一)，男，硕士，工程师，从事光学遥感器总体研究工作。Email：trinight@gmail．．COITt。94航天器工程22卷本文介绍INR系统的技术手段和分析方法，并根据天基红外高轨卫星、高分辨率成像卫星和激光通信卫星的技术特点，提出了INR技术具体应用于这三类卫星的适应性修改。2INR系统介绍气象卫星的图像导航与配准系统(INR)c13为成像仪和

9、垂直探测仪提供精确的指向控制，为图像像素提供精确的地理位置信息。图像导航用于确定图像中每个像素对应的地理经纬度位置，图像配准是指控制同一帧图像中任意两像素的相对位置偏差保持在误差范围内，或不同帧图像的对应像素相对位置偏差保持在误差范围内。INR系统的基本处理过程包括两方面：根据卫星的特点对星上的扰动源进行分析；针对不同的扰动源，制定相应的补偿措