【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于星载微波辐射计天线电轴标定，具体地，涉及静止轨道微波探测仪电轴指向在轨标定与修正方法和系统。特别涉及一种基于地基有源标定设备的用于地球静止轨道微波探测仪在轨实时成像导航与配准的天线电轴指向标定与修正方法。
技术介绍
1、静止轨道微波探测仪结合了静止卫星的高频次观测特性以及微波对非降水云的穿透性探测能力，对提高数值天气预报的精细化程度和准确率，特别是台风、暴雨、强对流等突发灾害天气的监测预警水平具有重要意义。静止轨道微波探测仪通过天线电轴对地扫描获取来自大气、地表和海洋目标的微波热辐射信号。因此，天线电轴的指向精度直接决定了静止轨道微波探测仪遥感数据的定位及配准精度。
2、静止轨道微波探测仪在轨工作时，受卫星轨道运动、姿态控制偏差以及空间热环境变化等多种干扰因素影响，天线电轴会偏离其标称指向，导致所得遥感数据相对其理想网格位置产生漂移，严重影响后续定量化应用的准确性和实效性。卫星轨道运动可根据地面站上传的轨道测量数据以及轨道短期递推结果进行补偿，姿态控制偏差可由星敏感器精确测量后补偿。不同于卫星轨道误差和姿态控制误差，空间热环境和力学环境引起的天线变形情况难以通过测量设备直接测得，因此对于如何在星上对天线变形影响下的电轴真实指向进行标定和实时修正，是静止轨道微波探测仪转入实际工程应用过程中急需解决的关键问题。
3、经对现有技术的检索：
4、专利文献cn113111561a(申请号：202110483011.x)公开了一种星载反射面天线在轨指向热补偿方法，该方法通过地面热变形试验分析
5、非专利文献“深空探测器大口径天线指向在轨标定方案”(见《深空探测学报》，2018年12月，第5卷6期)对具备发射能力的嫦娥四号中继星4.2m高增益抛物面天线，通过测控系统控制卫星姿态实现星载天线围绕地面射电望远镜进行米字或螺旋扫描，地面射电望远镜接收并记录下行射频信号幅度，最后由地面完成数据分析和解算，给出天线电轴指向偏差和解算精度。非专利文献“嫦娥四号中继星4.2m天线在轨指向标定”(见《中国科学：物理学力学天文学》，2019年12月，第49卷12期)进一步给出了上述标定过程中采用的电轴指向偏差解算方法，并给出了不同扫描方式下的多次标定测量结果。该方法的不足之处在于其标定结果只限于地面接收站与星载定向天线间的指向标定，无法将该标定结果应用于其他指向下的天线电轴标定，不适用于所述静止轨道微波探测仪电轴指向在轨标定与修正。
6、专利文献cn112162158a(申请号：202010913585.1)公开了一种在轨太赫兹探测仪天线指向失配的评估方法及装置，其以宇宙射电源为空间参考基准，建立天线热变形效应对太赫兹探测仪电轴指向偏差的影响模型，通过短时间内观测足够数量的宇宙射电源，求解天线电轴指向偏差。
7、专利文献cn112485757a(申请号：202011153960.3)公开了一种星载太赫兹探测仪天线电轴在轨标定方法及系统，在单频段天线电轴标定方法的基础上，建立了频段-时段-宇宙射电源间的对应关系，通过对宇宙射电源射电信号的接收来确定多频段天线在轨方向图以及各频段天线电轴间的相对指向关系，实现对星载多频段天线电轴的在轨同步标定。
8、但利用上述方法对所述静止轨道微波探测仪电轴指向进行标定与修正会存在以下两方面问题：首先，相对于常规射电天文望远镜，静止轨道微波探测仪具有天线口径小、工作频段高、接收带宽窄以及积分时间短的特点，因此可被静止轨道微波探测仪观测到的宇宙射电源数量非常有限；其次，宇宙射电源本身相对于静止卫星平台是运动的，而静止卫星平台机动性能有限，导致宇宙射电源观测频次受限，所得观测数据不足以对静止轨道微波探测仪电轴指向的长周期偏差进行动态跟踪式的在轨标定。
技术实现思路
1、针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种静止轨道微波探测仪电轴指向在轨标定与修正方法和系统。
2、根据本专利技术提供的一种静止轨道微波探测仪电轴指向在轨标定与修正方法，包括：
3、步骤s1：设置电轴指向基准坐标系，并在实验室标定电轴指向基准坐标系与天线座架坐标系间的关系；
4、步骤s2：在地面架设有源标定设备形成地基射电源，作为静止轨道微波探测仪电轴指向标定的对准基准；
5、步骤s3：基于静止轨道微波探测仪工作模式和天线电轴指向标定任务需求，规划地基射电源观测模式，控制静止轨道微波探测仪对地基射电源进行扫描观测；
6、步骤s4：根据静止轨道微波探测仪天线接收方向图解算电轴指向偏差角，进而标定出微波探测仪电轴在不同地基射电源观测时刻在天线座架坐标系下的真实指向；
7、步骤s5：构建基于整星姿态调整的微波探测仪电轴指向修正模型，根据天线电轴真实指向拟合预测结果计算相应的整星姿态补偿量，实现对静止轨道微波探测仪电轴指向的实时修正。
8、根据本专利技术提供的一种静止轨道微波探测仪电轴指向在轨标定与修正系统，包括：
9、模块m1：设置电轴指向基准坐标系，并在实验室标定电轴指向基准坐标系与天线座架坐标系间的关系；
10、模块m2：在地面架设有源标定设备形成地基射电源，作为静止轨道微波探测仪电轴指向标定的对准基准；
11、模块m3：基于静止轨道微波探测仪工作模式和天线电轴指向标定任务需求，规划地基射电源观测模式，控制静止轨道微波探测仪对地基射电源进行扫描观测；
12、模块m4：根据静止轨道微波探测仪天线接收方向图解算电轴指向偏差角，进而标定出微波探测仪电轴在不同地基射电源观测时刻在天线座架坐标系下的真实指向；
13、模块m5：构建基于整星姿态调整的微波探测仪电轴指向修正模型，根据天线电轴真实指向拟合预测结果计算相应的整星姿态补偿量，实现对静止轨道微波探测仪电轴指向的实时修正。
14、与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：
15、1、本专利技术针对静止轨道宇宙射电源观测中存在的可观测射电源数量少、信号弱、观测频次受限等问题，采用观测地基射电源的方法标定天线电轴指向偏差，提高了静止轨道微波探测仪电轴指向在轨标定与实时修正的工程可实现性，可用于指导静止轨道微波探测卫星总体设计，以实现星地一体化高精度图像导航配准。
16、2、本专利技术通过地基射电源观测直接获得微波探测仪电轴指向真实在轨时变规律，同时计算将微波探测仪电轴真实指向修正回理想指向所需的整星姿态补偿量，从而实现星地一体化高精度图像导航配准。
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1.一种静止轨道微波探测仪电轴指向在轨标定与修正方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的静止轨道微波探测仪电轴指向在轨标定与修正方法，其特征在于，所述步骤S1包括：
3.根据权利要求1所述的静止轨道微波探测仪电轴指向在轨标定与修正方法，其特征在于，所述步骤S3包括：
4.根据权利要求1所述的静止轨道微波探测仪电轴指向在轨标定与修正方法，其特征在于，所述步骤S4包括：
5.根据权利要求1所述的静止轨道微波探测仪电轴指向在轨标定与修正方法，其特征在于，所述步骤S5包括：
6.根据权利要求1所述的静止轨道微波探测仪电轴指向在轨标定与修正方法，其特征在于，所述静止轨道微波探测仪通过旋转扫描镜组的共轴旋转和卫星平台的姿态机动实现天线波束对地球的二维扫描覆盖。
7.根据权利要求1所述的静止轨道微波探测仪电轴指向在轨标定与修正方法，其特征在于，所述地基射电源数量大于等于两个。
8.根据权利要求1所述的静止轨道微波探测仪电轴指向在轨标定与修正方法，其特征在于，利用控制点分布较广使微波探测仪电轴指向标定误
9.根据权利要求1所述的静止轨道微波探测仪电轴指向在轨标定与修正方法，其特征在于，按照设定的相应比较阈值，利用距离分布较远、发射信号较强，且可被频繁观测到的地基射电源作为静止轨道微波探测仪天线电轴指向标定的对准装置。
10.一种静止轨道微波探测仪电轴指向在轨标定与修正系统，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种静止轨道微波探测仪电轴指向在轨标定与修正方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的静止轨道微波探测仪电轴指向在轨标定与修正方法，其特征在于，所述步骤s1包括：
3.根据权利要求1所述的静止轨道微波探测仪电轴指向在轨标定与修正方法，其特征在于，所述步骤s3包括：
4.根据权利要求1所述的静止轨道微波探测仪电轴指向在轨标定与修正方法，其特征在于，所述步骤s4包括：
5.根据权利要求1所述的静止轨道微波探测仪电轴指向在轨标定与修正方法，其特征在于，所述步骤s5包括：
6.根据权利要求1所述的静止轨道微波探测仪电轴指向在轨标定与修正方法，其特征在于，所述静止轨道微波探测仪通过旋转扫描镜组的共轴旋转和卫星平台的姿态机动实现天线波束对地球的二维扫描覆盖。...
【专利技术属性】
技术研发人员：董瑶海，胡华龙，江世臣，周徐斌，信思博，王田野，
申请(专利权)人：上海卫星工程研究所，
类型：发明
国别省市：
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